寿阳区块煤层气井现场膜制氮气的思考

秦晓辉

摘要：国内煤层气勘探开发已有23年。发展至今，虽然实现了大规模商业化利用，但是在单井产气量上始终未取得突破，煤层气属于典型的技术密集型产业，山西大部分地区的煤质松软、渗透率低、煤层埋藏深。沁水南部是我国第一个成功实现地面开发产业化的区域，实际上很难将在这里取得的成功经验和技术直接移植到其他地区，即便是同属于沁水盆地的寿阳区块，针对寿阳区块渗透率低，中联公司七元煤矿瓦斯综合治理项目组采取了注膜制氮气来增透，本文就现场注膜制氮气试验情况对煤层气工程方面进行了思考。

关键词：寿阳区块;膜制氮气注入;增透;煤层气井压裂

引言

1 寿阳区块产气量现状

2011年中联煤层气有限责任公司太原分公司在寿阳地区勘探开发，进行钻井作业，到目前为止已钻井280多口，其中南燕竹区块150余口，七里河区块60余口;2018年太原分公司接管远东能源南燕竹区块100余口井。2013年底中联公司七元煤矿瓦斯综合治理项目组在七元煤矿区运输大巷及煤巷煤层中钻了8组U型水平井，这些区块（矿区）均采用“钻井-压裂-排水-降压-采气”技术模式生产。从排采情况来看，产气量大多不理想。

现实状况是，在七元煤矿区和七里河矿区，绝大多数煤层气井一直低产;在远东能源南燕竹A1区和中联煤南燕竹A2区，大多数煤层气井一直低产，虽然1口直井最高日产气量达到5000m3/d，且稳产超过3年（常规排采工艺），但高产井数量很少，1000m3/d占比不超过10%。七元煤矿、七里河矿区煤层气井日产量低至100m?。

2 现场注膜制氮试验施工方案

从七里河矿区现有的煤层气井中选择SYDF-126、SYDF-114、SYDF-113井作为注热空气井，形成三角形注气井组，覆盖现有20余口井（含5口U型水平井）。参见下图，图中注气井到其临近井的距离被直线标出。

注入井中的氮气在煤层中通过“剥离”、“驱排”煤微孔隙、裂隙表面的吸附态煤层气，促进煤层气解吸并向生产井运移，实现增产。

3 膜制氮气注入分析

七元煤矿区SYDF-114井组注膜制氮气强化抽采试验项目累计注气461小时，约30万标方氮气，注膜制氮气期间，在较短时间内，试注的空气已经运移到800m之外，最远影响到1000m之外的SYDF-101井。分布在注气井SYDF-114东北方向的多口生产井的套压均有不同程度的升高，而西北方向SYDF-108距离注气井直线距离300多米始终没有收到注气影响，对于短时间内受影响的井，现场分析认为：本区的部分井间通道非常发育，800米的距离也远远超过了常规的压裂人工裂缝的长度，说明通道不是压裂造成的，属于天然通道，注入的氮气通过天然通道达到连通的井，而并没有沿着压裂缝隙进行运移或扩散。

4 膜制氮气试验后的思考

煤层气井压裂的目的是為了在井筒周围增加煤层中的裂缝，改变井筒附件煤层对气和水的导流能力，在理想状态下，通过布置合理的井间距，在压裂过程中使相邻井产生的裂缝在产生沟通，在后续排采中实现整体降压，从而提高产气量。而通过上述膜制氮气注入试验来看：以注入井为中心，注入后的氮气并没有呈现向四周扩散或运移，只是沿着原始底层应力方向或存在的小断层扩散或运移，距离注气井直线距离最近的井并没有收到注氮气影响，从侧面反应了压裂作用的实际影响和理论差距很大。

5 小结

煤层气井的压裂基本上全部借鉴石油天然气行业，对于煤层压裂机理的认识，还停留在常规储层（石油天然气）压裂的成果，而煤层气作为一种非常规天然气，忽略了煤储层的特殊性，对于裂缝的生长机理或是在实验基础上通过现象对机理的简单认识，或是仅从理论出发对压裂进行研究，没有形成一套完整的压裂理论体系，单纯的依靠压裂技术已经无法提高煤层气井单井产量，需要我们进行一场思想上和技术上的革命。

参考文献：

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