煤層氣解堵性二次壓裂井現(xiàn)場(chǎng)管理方法探討

吳定泉 張武昌 范書軍 馬春英 劉紅杰 董建秋

(中國石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司，山西 048000)

煤層氣解堵性二次壓裂井現(xiàn)場(chǎng)管理方法探討

吳定泉 張武昌 范書軍 馬春英 劉紅杰 董建秋

(中國石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司，山西 048000)

產(chǎn)氣量較低的煤層氣井實(shí)施解堵性二次壓裂后，需要通過精細(xì)排采管控，穩(wěn)步降低流壓才能有效提高單井產(chǎn)能。本文通過梳理近年沁水盆地南部樊莊-鄭莊區(qū)塊解堵性二次壓裂井的實(shí)施情況，總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施要點(diǎn)、排采管理方法，有利于提高現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效率，為煤層氣低產(chǎn)井增產(chǎn)方案的高效實(shí)施提供借鑒。

煤層氣井 解堵 二次壓裂 現(xiàn)場(chǎng)管理

1 地質(zhì)特點(diǎn)及生產(chǎn)情況

沁水盆地南部主力煤層為山西組3號(hào)煤層和太原組15號(hào)煤層。3號(hào)煤層埋深介于300～1200m，厚度介于5～8m，分布較為穩(wěn)定，15號(hào)煤埋深較3號(hào)煤層深100m左右，厚度介于1.5～5m。煤層含氣量介于7～32m3/t之間，一般大于20m3/t。整體地質(zhì)條件較好，利于煤層氣的開發(fā)。

華北油田在沁水盆地南部樊莊-鄭莊區(qū)塊已投產(chǎn)煤層氣生產(chǎn)井2300余口，其中直井平均單井日產(chǎn)氣1300m3，水平井平均單井日產(chǎn)氣5000m3，單井產(chǎn)氣量隨著埋深的增加而降低的趨勢(shì)。區(qū)內(nèi)產(chǎn)氣量低于300m3的生產(chǎn)井800口，約占總井?dāng)?shù)的1/3，近幾年實(shí)施以解堵性二次壓裂為主、氮?dú)馀菽舛?、化學(xué)解堵等多種增產(chǎn)措施，有效提高了近200口低產(chǎn)井產(chǎn)氣量，單井產(chǎn)氣量增加500m3。

2 措施選井及方案優(yōu)化

2.1 措施選井論證

堅(jiān)持以提高單井產(chǎn)氣量為原則，根據(jù)低產(chǎn)井含氣量、含氣飽和度、累計(jì)產(chǎn)氣、累計(jì)產(chǎn)水等生產(chǎn)參數(shù)(表1)，從地質(zhì)潛力、工藝技術(shù)可行性等方面論證并優(yōu)選解堵性二次壓裂井。

表1 選井參數(shù)表

同時(shí)選井過程中優(yōu)先考慮首次壓裂效果差、排采過程中控制差的低產(chǎn)井，實(shí)施解堵性二次壓裂增產(chǎn)效果明顯。

2.2 地質(zhì)壓裂方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

堅(jiān)持合理化設(shè)計(jì)的原則，選擇最適宜煤儲(chǔ)層的壓裂液體系，針對(duì)地層氣鎖、煤粉堵塞、應(yīng)力閉合和壓裂效果差等四類低產(chǎn)、不產(chǎn)氣原因，初期采用小規(guī)模(液量150～300m3，砂量5～10m3)、中規(guī)模(液量300～450m3，砂量10～20m3)、大規(guī)模(液量450～550m3，砂量20～30m3)及二次壓裂(液量>550m3，砂量>30m3)，只是在壓裂液量、砂量進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)不同低產(chǎn)類型，結(jié)合測(cè)井資料論證頂?shù)装鍘r性、物性，進(jìn)行了針對(duì)性的方案設(shè)計(jì)優(yōu)化(表2)，最大限度控制有效裂縫空間展布，提升解堵性二次壓裂井成功率及產(chǎn)氣量。

表2 不同類型低產(chǎn)井方案優(yōu)化

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及管理方法

3.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工作準(zhǔn)備

以提高現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)率為中心，提前分析煤層氣低產(chǎn)井措施前、后需要做的工作任務(wù)，提前準(zhǔn)備可能需要的設(shè)備、物資，根據(jù)事實(shí)方案進(jìn)行跟蹤落實(shí)，保證最大化、合理化完成目標(biāo)。

根據(jù)高等職業(yè)教育學(xué)校護(hù)理專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo),以及招生現(xiàn)狀,校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)顯得尤為重要。在臨床實(shí)踐中,專任教師能夠?qū)Ρ刃?nèi)實(shí)訓(xùn)基地與臨床的異同、環(huán)境設(shè)置是否合理、實(shí)訓(xùn)設(shè)備是否改進(jìn),用以指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)與不斷完善,最終達(dá)到技能學(xué)習(xí)由基礎(chǔ)技術(shù)過渡到專科技術(shù)再轉(zhuǎn)變?yōu)槁殬I(yè)能力的遞進(jìn)式培養(yǎng)目標(biāo)。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況建立“三主動(dòng)”、“三了解”、“三協(xié)調(diào)”的管理方式。即主動(dòng)聯(lián)系作業(yè)隊(duì)、主動(dòng)監(jiān)督作業(yè)隊(duì)、主動(dòng)協(xié)助作業(yè)隊(duì)；了解方案設(shè)計(jì)、了解井場(chǎng)道路、了解措施進(jìn)展情況；及時(shí)協(xié)調(diào)工農(nóng)關(guān)系、協(xié)調(diào)班組現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督、協(xié)調(diào)作業(yè)進(jìn)度。有效提高施工工作效率。

3.2 實(shí)施井排采管控

依據(jù)煤層氣井“五段三壓四點(diǎn)法”排采控制理論及控制曲線(圖1)，遵循“連續(xù)、漸變、穩(wěn)定”的原則，通過自動(dòng)化監(jiān)控和智能化控制保障排采井連續(xù)生產(chǎn)，避免出現(xiàn)氣井參數(shù)短期內(nèi)大幅波動(dòng)。以井底流壓變化為核心，做好排采井的穩(wěn)定降壓工作。以抓好有效降壓為目的，做好氣井各階段的排水工作。以地層供采協(xié)調(diào)為基礎(chǔ)，氣井產(chǎn)氣后人為干預(yù)，做好上調(diào)氣量的精細(xì)控制。

措施井排采過程中，根據(jù)每口井的各項(xiàng)參數(shù)的變動(dòng)及時(shí)落實(shí)、做出調(diào)整。每周技術(shù)人員負(fù)責(zé)到現(xiàn)場(chǎng)檢查生產(chǎn)情況，做到不正常井(問題井)落實(shí)不過夜。緊盯放氣幅度，精確控制提產(chǎn)效率，做到科學(xué)化管控，確保解堵性二次壓裂井平穩(wěn)排采，氣量穩(wěn)步上升(圖2)。

圖1 煤層氣井“五段三壓四點(diǎn)法”控制曲線

3.3 排采保障措施

在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)保障方面，對(duì)已實(shí)施完后啟抽的井，未下電子壓力計(jì)井及時(shí)安裝自動(dòng)測(cè)液面及“V型”球閥，以保障起套壓后氣量的控制。對(duì)抽油機(jī)及時(shí)調(diào)整平衡以保證設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。通過建立ABC分類管理模式(表3)，對(duì)實(shí)施完的措施井按照A類井進(jìn)行管理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

在生產(chǎn)時(shí)率方面，建立以生產(chǎn)調(diào)度為核心的組織協(xié)調(diào)機(jī)制，快速高效生產(chǎn)協(xié)調(diào)，縮短因地面設(shè)備、電力系統(tǒng)等因素造成的停井時(shí)間，多方位提高防范意識(shí)，減少氣量損失。

在排采井維護(hù)作業(yè)方面，提高各類不正常井分析診斷能力，不斷優(yōu)化泵、桿組合，延長檢泵周期，結(jié)合示功圖和動(dòng)液面資料，及時(shí)判斷和發(fā)現(xiàn)不正常井。

3.4 跟蹤與完善資料管理

地質(zhì)資料的錄取對(duì)解堵性二次壓裂井后期的排采尤為關(guān)鍵，需要全方位取全取準(zhǔn)各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料(表4)，密切跟蹤變化趨勢(shì)，及時(shí)分析研究，找出參數(shù)變化的原因，及時(shí)制定針對(duì)性管理技術(shù)對(duì)策。針對(duì)異常井采取維護(hù)檢泵作業(yè)、調(diào)整排采工作制度、調(diào)配抽油機(jī)平衡等方法，不斷提高排采井的泵效和時(shí)率。

表4 煤層氣井現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)參數(shù)錄取要求

示功圖、動(dòng)液面測(cè)試要嚴(yán)格按照《煤層氣排采管理辦法》、《煤層氣井資料錄取規(guī)定》等體系文件，對(duì)排采井資料錄取進(jìn)行規(guī)范管理。

[1] 劉慶昌,馮文彥，于文軍.沁水盆地南部煤層氣田勘探開發(fā)技術(shù)探索與認(rèn)識(shí)[J]. 天然氣工業(yè), 2011, 31 (11):6-10.

[2] 張蓉蓉. 我國煤層氣開發(fā)的現(xiàn)狀及其對(duì)策[J]. 石油與化工設(shè)備,2011,14(4):5-7.

[3] 李夢(mèng)溪,等.沁水煤層氣田樊莊區(qū)塊直井產(chǎn)出特征及排采控制方法[J].中國煤層氣，2011,8(1):11-13.

[4] 張建國,劉忠,姚紅星,等.沁水煤層氣田鄭莊區(qū)塊二次壓裂增產(chǎn)技術(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2016,44(5):59-63.

[5] 張培河,劉鈺輝,王正喜,等.基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析的沁水盆地南部煤層氣井產(chǎn)能控制地質(zhì)因素研究.天然氣地球科學(xué),2011,22(5):909-914.

[6] 張聰,李夢(mèng)溪,王立龍,等. 沁水盆地南部樊莊區(qū)塊煤層氣井增產(chǎn)措施與實(shí)踐[J].天然氣工業(yè),2011,31(11): 26-29.

(責(zé)任編輯 黃 嵐)

Study On Plugging Secondary Fracturing Field Management Method For Coalbed Methane Well

WU Dingquan,ZHANG Wuchang,FAN Shujun,MA Chunying,LIU Hongjie,DONG Jianqiu

(Shanxi CBM Exploration and Development Branch,PetroChina Huabei Oilfield Company,Shanxi 048000)

After application of plugging secondary fracturing to low-recovery coalbed methane well,the fluid pressure is stably reduced by fine production and control to effectively enhance the single-well productivity. Based on the plugging secondary fracturing in Fanzhuang-Zhengzhuang Block in South Qinshui Basin in recent years,the plugging secondary fracturing,production and control management methods are summarized to enhance the field efficiency and give a reference to efficient implementation of enhanced recovery from low-recovery coalbed methane well in this paper.

CBM wells; plugging; secondary fracturing; field management

吳定泉，男，工程師，長期從事煤層氣開發(fā)地質(zhì)研究及現(xiàn)場(chǎng)管理工作。