沁南地区煤层气垂直井高产主控因素

博士基金申请报告人：倪小明

沁南地区煤层气垂直井产能主控因素研究

博士基金申请报告提纲一、立项依据二、项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题三、拟采取的研究方案及可行性分析研究方法、关键技术四、项目的特色与创新之处五、研究计划及预期研究结果六、研究基础与工作条件七、经费预算八、课题组成员及项目分工

博士基金申请1.立项依据路隘、林深、苔滑，今日向何方

沁南地区获得的技术突破和商业发现极大地舒缓了二十年来人们紧张的神经，但新的问题也不期而至，地质的各项异性足以让相邻的产气井出现颠覆性的产能差异吗？当我们陶醉于自己命名的高阶煤煤层气开发理论的时候，我们仍然不得不面对小范围内却有着截然不同的瓦斯表现的尴尬现实！

开发深度的加大，产气量的迥异与不稳定，成本的增加，一个“试验—颠覆，再试验—再颠覆”的行业循环及其在全球范围内的不断实践让我们不断地提醒自己“方向性的失误是我们的不能承受之重”！

博士基金申请1.立项依据

理论指导的误区

某一视角控制研究指导煤层气开发

高产富集区预测技术，片面强调资源贡献；

欠平衡钻井技术，过分强调钻井过程的储层保护；活性水压裂工艺技术，整个地区几乎一种设计模式；缺乏行之有效的排采控制理论的指导。

博士基金申请1.立项依据众里寻她千百度，蓦然回首

煤层气开发是一系统工程地质是煤层气开发的基础排采是地质过程的工程延伸产能是归结点需要地质条件与开发工艺技术的综合匹配需要考虑钻井工程、固井、射孔、压裂工艺对产能的附加影响需要排采工作制度与地质条件的有机结合

博士基金申请渗透性空间展布规律煤体变形空间展布高渗区空间展布岩石力学理论高渗区预测分形理论高渗区预测强度因子分形维数2.研究内容、目标及关键问题研究内容

博士基金申请产能工程附加影响钻井液、井身质量、储层保护固井、射孔伤害试验压裂参数优化耦合模型压裂工艺参数优化地质因素工程工艺因素2.研究内容、目标及关键问题研究内容

博士基金申请地层参数增产工艺工作制度研究不同排采阶段产气量变化主控因素地质构造水文特征储层参数裂缝形态施工参数液体返排排采速率排采强度定压定产解吸特征层次分析法模型建立统计分析法实现产气量与工作制度的最佳匹配2.研究内容、目标及关键问题

博士基金申请2.研究内容、目标及关键问题

通过对钻井、固井、射孔对储层伤害特征与机理研究，建立钻井液、井身质量、固井、射孔与储层保护之间的最佳匹配。根据本区地质、储层特征，对活性水压裂施工工艺参数优化，提出不同储层地质条件下的压裂施工工艺。通过排采过程中物性参数变化，建立煤层气垂直井排采过程中的产层物性变化模型。通过煤层气垂直井产气量影响因素分析，探索其排采控制理论，提出较合理的排采工作制度。

研究目标

博士基金申请（1）高渗、富集成藏理论理论；（2）钻井液密度、井身质量、固井、射孔与储层保护协调关系；（3）活性水压裂工艺参数优化。（4）排采工作制度与产能最佳匹配吸附势理论系统论观点耦合模型地质工程紧密结合压后渗透率预测模型岩体力学与分形几何地质与工程紧密结合排采控制理论2.研究内容、目标及关键问题

博士基金申请图1课题研究技术路线

产能主控因素研究镜下观察描述实验分析测试

数值模拟产水量、产气量、产能预测

现场跟踪及验证

产气量与排采制度最佳匹配，提出调整方案储层特征研究地质构造研究

储层改造研究

排采制度研究微观结构研究渗透性研究赋存特征研究吸附解吸研究水文特征研究构造特征研究钻井工艺研究压裂工艺研究压裂效果研究排采设备研究排采强度研究

模型建立

博士基金申请3.研究、实验方法（1）项目完成所要进行的试验和测试内容：①区块内野外岩石节理、裂隙观测，观测点数量不少于150个；②各类岩性的全套岩石力学参数测试，主要包括：岩体杨氏模量、泊松比、抗压强度、变形参数，样品数量8个；③等温吸附实验，4个样品；④煤体变形特征观测。采用原子力显微镜、扫描电镜对不同破坏程度的煤体微观特征进行观测，确定各类变形程度煤体的脆性、脆韧性和韧性识别标志。样品数量三组6个。⑤地应力大小的确定：根据活性水压裂工艺参数，建立最大、最小水平主应力预测模型。

博士基金申请3.研究、实验方法2）充分利用煤田与煤层气勘探、煤层气开发获取的资料，编制各类图件。3）根据钻井和测井资料定量评价煤体变形程度，根据岩体结构特征，采用分形几何学和岩体力学，探讨岩体结构与煤体变形程度的关系。结合煤层气井排采资料和构造应力场发育特征，确定高渗储层发育特征，建立高渗储层预测的方法体系。4）根据储层参数、钻完井、压裂施工过程，建立压裂后渗透率预测模型。5）根据现有的煤层气垂直井生产数据，从不同构造部位对产气量影响、不同压裂方式对产气量影响、不同排采设备及排采强度对产气量的影响等几个方面分类讨论，最终建立产气量与工作制度的最佳匹配。

博士基金申请4.项目特色之处

针对沁南地区不同储层特征，优化活性水压裂施工工艺参数；针对煤层气垂直井排采过程中渗透率、产气量等的变化，建立其动态变化模型；针对沁南地区储层特征、构造地质、水文地质特征、活性水压裂工艺技术、排采工作制度的不同，建立煤层气垂直井产能主控因素间的最佳匹配。

博士基金申请5.进度安排及预期成果2009.1～2009.6：资料收集、整理和补充阶段。2009.7～2010.4：模型建立阶段。

2010.5～2010.12：压裂工艺参数优化、排采过程物性参数变化特征研究阶段。2011.1～2011.12：探求产能的主控因素，最终提出合理的排采制度。综合上述成果，编制报告，申请验收。

进度安排

博士基金申请5.进度安排及预期成果成果类型著作高级别立项专利论文收录CSCD/CSSCI核心CN最终成果√√36预期成果

博士基金申请6.研究基础及工作条件课题组成员长期从事煤层气地质学与勘探开发科研工作，有着扎实的理论基础和知识储备。以往的研究对本区的地质资料有着大量的积累，并对本区的煤层气地质学特征有了初步认识。课题组成员负责组织过焦作地区、沁南地区一批煤层气垂直井的压裂工艺，并对中联公司潘庄区块进行过煤层气垂直井排采的分析，在工程方面积累了丰富的经验。

博士基金申请项目计算依据金额（万元）测试、研究费7个主要人员12个月（3年）研究费，实验测试费8会议费/差旅费野外调研、会议差旅费3出版物/文献/信息传播费出版著作、发表论文费用3原材料/试剂/药品购置费购置实验所用药品费

1协作费收集区内相关资料费、协调费3其它图纸、报告印制费用2总计207.经费预算

博士基金申请8.课题组成员及项目分工姓名性别职称工作单位课题分工苏现波男教授、博导河南理工大学总体设计、审核林晓英女讲师河南理工大学

实验测试、储层特征研究郭