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煤层气国家科技重大专项攻关:太行山巅的科技大战(2)

2017-07-05 10:39:36    科技日报  参与评论()人

另一方面,煤层气开发技术不适应特有的地质特征变化,核心技术未破。在快速发展的前几年,形成了整体推进以直井压裂为主、以裸眼多分支水平井为辅的单一开发方式,支撑了煤层气开发建产。其中樊庄区块内部存在近1/3的低产区,当开发煤储层更为复杂的后续区块时,由于对煤储层的复杂性及主控地质因素认识不足,采用了同一技术系列,开采效果不佳。同时,近2/3的低产井,在我国煤层气开发的其他地区,例如柿庄、古交、和顺等也存在类似的问题。

在指导方法上,理论研究不足,基础支撑不牢。煤层气已有的常规技术在新区域的不适应性,越来越显示出基础研究的薄弱。对煤层气的成藏理论、开发理论、开发规律认识还不到位的问题日益凸显——煤层作为有机质岩石,相适宜的增产方式是什么?如何科学排采管控?能传导到多远?等等。通过分析发现,煤体结构、地应力、流体可疏导性、构造特征、煤岩变质程度等储层特点的差异,都会影响着煤层气的开发方式。

创新地质与开发理论、改变水平井设计理念、自动与智能系统出新方法

突出创新、效益和适用性,按照“创新地质认识、攻克瓶颈技术、提高单井产量、形成配套系列”的原则,经历了示范推动、技术创新、创新驱动阶段,华北油田的科研团队取得了关键技术实质性进展与突破,针对沁水高阶煤特点,形成了以“基于疏导理论的开发优化设计技术”为标志的重大技术成果:

理论方法上,创新提出高阶煤煤层气“四元”成藏地质理论,建立“剔除法”富集区评价技术,揭示流固耦合控产机理,建立“三要素”定量化高产区评价技术,促成了煤层气勘探评价方式及产能建设思路的重大转变。而且,提出高阶煤储层疏导式开发理论,形成基于疏导理论的开发技术系列(低前置比快速返排煤层压裂工艺技术、复合造穴压裂增产技术),促成了工程技术由改造向疏导式转移的新理念。

技术实现上,创新“主支疏通、分支控面、脉支增产”仿树形水平井设计理念,成熟应用可控水平井钻完井技术,配套了登梯法井眼轨迹控制技术、“接力式”辅助携岩井眼清洁技术、定点悬空侧钻技术、化学挤注固壁技术等特色技术,形成了完整煤层气水平井钻完井技术系列。同时,构建煤层气随钻导向地层判识新模式,自主搭建定导一体化远程实时监控指挥平台,研发低成本地质导向新装备,形成煤层气水平井定导一体化地层判识技术系列。