壽陽區塊煤層氣井現場膜制氮氣的思考

秦曉輝

摘要：國內煤層氣勘探開發已有23年。發展至今，雖然實現了大規模商業化利用，但是在單井產氣量上始終未取得突破，煤層氣屬于典型的技術密集型產業，山西大部分地區的煤質松軟、滲透率低、煤層埋藏深。沁水南部是我國第一個成功實現地面開發產業化的區域，實際上很難將在這里取得的成功經驗和技術直接移植到其他地區，即便是同屬于沁水盆地的壽陽區塊，針對壽陽區塊滲透率低，中聯公司七元煤礦瓦斯綜合治理項目組采取了注膜制氮氣來增透，本文就現場注膜制氮氣試驗情況對煤層氣工程方面進行了思考。

關鍵詞：壽陽區塊;膜制氮氣注入;增透;煤層氣井壓裂

引言

1 壽陽區塊產氣量現狀

2011年中聯煤層氣有限責任公司太原分公司在壽陽地區勘探開發，進行鉆井作業，到目前為止已鉆井280多口，其中南燕竹區塊150余口，七里河區塊60余口;2018年太原分公司接管遠東能源南燕竹區塊100余口井。2013年底中聯公司七元煤礦瓦斯綜合治理項目組在七元煤礦區運輸大巷及煤巷煤層中鉆了8組U型水平井，這些區塊（礦區）均采用“鉆井-壓裂-排水-降壓-采氣”技術模式生產。從排采情況來看，產氣量大多不理想。

現實狀況是，在七元煤礦區和七里河礦區，絕大多數煤層氣井一直低產;在遠東能源南燕竹A1區和中聯煤南燕竹A2區，大多數煤層氣井一直低產，雖然1口直井最高日產氣量達到5000m3/d，且穩產超過3年（常規排采工藝），但高產井數量很少，1000m3/d占比不超過10%。七元煤礦、七里河礦區煤層氣井日產量低至100m?。

2 現場注膜制氮試驗施工方案

從七里河礦區現有的煤層氣井中選擇SYDF-126、SYDF-114、SYDF-113井作為注熱空氣井，形成三角形注氣井組，覆蓋現有20余口井（含5口U型水平井）。參見下圖，圖中注氣井到其臨近井的距離被直線標出。

注入井中的氮氣在煤層中通過“剝離”、“驅排”煤微孔隙、裂隙表面的吸附態煤層氣，促進煤層氣解吸并向生產井運移，實現增產。

3 膜制氮氣注入分析

七元煤礦區SYDF-114井組注膜制氮氣強化抽采試驗項目累計注氣461小時，約30萬標方氮氣，注膜制氮氣期間，在較短時間內，試注的空氣已經運移到800m之外，最遠影響到1000m之外的SYDF-101井。分布在注氣井SYDF-114東北方向的多口生產井的套壓均有不同程度的升高，而西北方向SYDF-108距離注氣井直線距離300多米始終沒有收到注氣影響，對于短時間內受影響的井，現場分析認為：本區的部分井間通道非常發育，800米的距離也遠遠超過了常規的壓裂人工裂縫的長度，說明通道不是壓裂造成的，屬于天然通道，注入的氮氣通過天然通道達到連通的井，而并沒有沿著壓裂縫隙進行運移或擴散。

4 膜制氮氣試驗后的思考

煤層氣井壓裂的目的是為了在井筒周圍增加煤層中的裂縫，改變井筒附件煤層對氣和水的導流能力，在理想狀態下，通過布置合理的井間距，在壓裂過程中使相鄰井產生的裂縫在產生溝通，在后續排采中實現整體降壓，從而提高產氣量。而通過上述膜制氮氣注入試驗來看：以注入井為中心，注入后的氮氣并沒有呈現向四周擴散或運移，只是沿著原始底層應力方向或存在的小斷層擴散或運移，距離注氣井直線距離最近的井并沒有收到注氮氣影響，從側面反應了壓裂作用的實際影響和理論差距很大。

5 小結

煤層氣井的壓裂基本上全部借鑒石油天然氣行業，對于煤層壓裂機理的認識，還停留在常規儲層（石油天然氣）壓裂的成果，而煤層氣作為一種非常規天然氣，忽略了煤儲層的特殊性，對于裂縫的生長機理或是在實驗基礎上通過現象對機理的簡單認識，或是僅從理論出發對壓裂進行研究，沒有形成一套完整的壓裂理論體系，單純的依靠壓裂技術已經無法提高煤層氣井單井產量，需要我們進行一場思想上和技術上的革命。

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