淺談生產管理因素對煤層氣多分支水平井產氣量的影響——以沁水鄭莊區塊某作業區為例

趙武鵬　張惠南　紀彥波（中石油華北油田煤層氣分公司，山西　晉城　048000）

淺談生產管理因素對煤層氣多分支水平井產氣量的影響——以沁水鄭莊區塊某作業區為例

趙武鵬張惠南紀彥波（中石油華北油田煤層氣分公司，山西晉城048000）

多分支水平井由于其“控制儲層面積大，采收率高”的特點，在鄭莊區塊應用比較廣泛，為該區塊的規模開發做出了重要貢獻。但是隨著多年的連續排采，部分水平井出現穩產能力差，產氣量持續下降的問題。從生產管理的角度，對這一問題進行深入剖析，并提出一些增產措施，為提高煤層氣水平井產氣量提供技術支持。

鄭莊區塊；排采不連續；套壓控制不合理；氮氣泡沫解堵；科學管控

1　問題的提出

鄭莊區塊位于山西沁水盆地南部，地表以山地丘陵為主，地層寬緩，斷層相對不發育，區內最大斷層是寺頭正斷層和后城腰斷層以及與之伴生的斷層，區塊內發育有一定數量的陷落柱［1］。目前主要開發層系為二疊系山西組3#煤層和石炭系太原組15#煤層。經過多年連續排采，目前部分排采水平井產量呈現穩產能力差，產氣量持續下滑的態勢。從生產管理的角度對煤層氣多分支水平井低產原因進行了詳細的研究。

2　從生產管理角度對水平井低產原因進行分析

2.1排采不連續對水平井產氣量的影響

部分煤層氣水平井在排采過程中由于受頻繁停電影響，致使長時間停泵停抽，排水降壓不連續，導致流體中的煤粉容易沉積在井筒附近儲層微空隙、微裂縫中［2］，從而降低裂縫導流能力和儲層滲透率，恢復生產后，產量下降明顯。對于多分支水平井而言，產量下降受排采不連續影響更為明顯。多分支水平井多采用裸眼洞穴方式完井，井眼穩定性差，在生產過程中，排采不連續很容易引起井底壓力波動，井眼壓力失穩，分支極易坍塌而堵塞井眼通道，產能無法釋放，造成水平井低產甚至不產氣。以Z為例，Z井2010年8月投產，解吸壓力4.1MPa。該井在排采初期因電力、設備故障頻繁停井，導致煤粉大量沉積井筒附近，滲流通道堵塞，滲透率下降，日產氣由1200m3降至600 m3。即使經過后期檢泵作業，該井產氣能力依然沒有恢復。

2.2套壓控制不合理導致單井產能無法釋放

部分煤層氣多分支水平井由于初期套壓控制不合理，放氣過快，流壓快速下降，形成井底壓力激動，煤粉易生成產出，造成井筒附近微空隙微裂縫堵塞，滲透率降低，壓降漏斗不能有效擴展，只有井筒附近小范圍煤儲層得到有效降壓，供氣能力受到很大限制，導致穩產能力弱。以X井為例（如圖1所示），該井在投產初期，由于調氣頻繁且調氣幅度過大（日調氣幅度最大曾達到500m3），套壓下降很快，形成井底壓力激動，煤粉大量產出，導致井筒附近滲流通道堵塞，有效降壓面積減小，產能無法釋放，產氣量、產水量大幅降低。

圖1　X井排采曲線圖

3　增產措施建議

3.1氮氣泡沫解堵

由于煤儲層本身機械強度低、壓力敏感性強，微裂隙割理發育、易破碎，同時多分支水平井多采用裸眼洞穴完井，所以該井型在煤層中的井段很容易受二次水力壓裂解堵影響造成井壁失穩坍塌，堵塞滲流通道，對儲層造成再次傷害。鑒于以上原因，針對多分支水平井的提產改造，建議采用氮氣泡沫解堵工藝。該種工藝就是利用注入地層的液氮混合液的膨脹能量沖開被煤粉堵塞的井眼，恢復氣液滲流通道，然后在地面放噴，利用氮氣泡沫高返排性能快速將煤粉及顆粒攜帶到地面，徹底疏通堵塞通道，提高單井產氣量［3］。由于多分支水平井較直井更容易受工程因素以及儲層變化因素影響導致低產，所以在對低產多分支水平井實施氮氣泡沫解堵工藝之前一定要做好充分的調研和論證，首先要詳細分析低產井地下地質構造情況，物性是否好、含氣量是否較高；然后結合前期鉆井、測井資料；判斷水平井分支展布是否合理（主要判斷分支與主支夾角是否合理，夾壁薄厚程度等）；大幅減產之前是否套壓、流壓、氣量、水量大幅下降。以H井為例，該井于2012年10月投產，解吸壓力3.1MPa，排采過程中氣量、流壓、套壓突然快速下降，水質變差，通過調整工作制度、實施作業檢泵均無效。分析認為局部煤層垮塌，堵塞主通道，導致產能無法有效釋放。該井于2015年6月份實施氮氣泡沫解堵工藝，經過合理管控、科學排采、該井產量，產量大幅回升，由2000m3/d提升至5000m3/d。據了解，2015年鄭莊區塊某作業區共部署4口井實施氮氣泡沫解堵工藝，日產氣量由3.2萬m3增加至5.2萬m3，提產效果非常明顯。

3.2排采井科學管控，合理控制套壓。

多分支水平井管控要嚴格遵循“緩慢、連續、漸變”的原則，科學管理。以控制流壓為核心，精細排采管理辦法，前期放氣時要嚴格控制，合理控制套壓下降的幅度，遵循多頻次小幅度

階梯式的放氣原則，實現流壓穩步下降，氣量穩步上升，在適合的生產壓差下，壓力逐步向遠端傳遞，降壓、解吸面積逐步擴大，增強供氣能力。以Z井為例，Z井于2015年10月實施井眼側入措施啟抽后，通過多頻次臺階式降壓提產，套壓控制合理，產氣量穩步恢復，目前套壓0.8Mpa，流壓0.45Mpa，日產氣4500 m3，日產水1.0m3。

4　結語

4.1分支水平井多采用裸眼洞穴方式完井，井眼穩定性差，在生產過程中，排采不連續很容易引起井底壓力波動，井眼壓力失穩，分支極易坍塌而堵塞井眼通道，產能無法釋放，造成水平井低產甚至不產氣。

4.2部分煤層氣多分支水平井初期放氣過快，流壓快速下降，很容易形成井底壓力激動，煤粉易生成產出，造成井筒附近微空隙微裂縫堵塞，滲透率降低而單井產量低。

4.3多分支水平井通過應用氮氣泡沫解堵工藝，利用注入地層的液氮混合液的膨脹能量沖開被煤粉堵塞的井眼，恢復氣液滲流通道，提高單井產氣量。

4.4多分支水平井管控要合理控制套壓下降的幅度，壓力逐步向遠端傳遞，降壓、解吸面積逐步擴大，供氣能力大幅增加。

［1］陳黎明.沁水盆地鄭莊區塊構造特征與演化研究［J］.西部探礦工程，2015，（12）：98-101.

［2］張義，鮮保安，孫粉錦，王一兵，鮑清英.煤層氣低產井原因及增產改造技術［J］.天然氣工業，2010，30（6）：55-59.

［3］胡秋嘉，唐鈺童，吳定泉，劉春春，閆玲，張武昌.氮氣泡沫解堵技術在樊莊區塊多分支水平井上的應用［J］.中國煤層氣，2015，12（5）：27-29.

趙武鵬，畢業學校：中國長江大學，職位：華北油田公司山西煤層氣分公司技術員