煤层气井水力压裂效果评价与消突时间预测研究

发布时间：2020-10-12 04:22

　　 对于高瓦斯低透气性煤层,地面煤层气井采前预抽已成为最有效的瓦斯灾害治理方式之一,而水力压裂是广泛应用于煤层气井增产的有效措施,压裂后的煤层裂缝形态和展布规律是评价水力压裂效果的主要参数。同时,通过地面煤层气井水力压裂增透,进行提前预抽后,能否达到抽采设计要求,特别是防突的要求,还需要完善的消突时间预测指标来支撑。而对压裂效果的准确评价,是进行煤层气井预抽和压裂区消突效果预测的基础和前提。鉴于此,本文结合潞安矿区屯留、五阳井田煤层气井压裂工程实践,基于煤储层物性特征和水力压裂致裂机理,采用微地震监测技术与基于滤失效应下的水力压裂预测模型,对煤层气井水力压裂产生的裂缝形态和几何尺寸进行了预测评价,并依据单井不同日均抽采量,建立了煤层气井压裂区消突时间预测模型,定量了预测单井压裂区达到消突指标所需要的预抽时间,研究取得了以下认识和成果:(1)研究区3#煤储层具有低饱和度、低渗透性、瓦斯含量高等特征,煤体结构多为碎裂煤,适合本煤层水力压裂。研究区应力状态属于σvσHσh和σHσvσh条件,产生的张破裂缝以垂直缝为主。(2)微地震监测结果显示区内水力压裂产生的主裂缝沿着裂隙主发育方向进行扩展,这与压裂机理相吻合;裂缝垂向上已经扩展到顶底板的泥岩中,压裂区控制范围近似椭圆形。(3)运用基于滤失效应下水力压裂预测模型对煤层气井压裂产生的裂缝进行了预测评价。研究区的煤层气井压裂裂缝长度平均为170.59m,与实测缝长误差10%。评价结果:有1口井达到了设计缝长要求,有7口井达到设计缝长80%,有2口井低于设计缝长的80%,基本可以达到设计要求。(4)消突预抽时间与日均抽采量之间呈指数负增长关系,据此,建立了单井压裂区消突时间预测模型,可以定量预测不同含气量区块单井压裂区达到消突指标所需要的预抽时间,为企业合理安排预抽计划以及煤矿安全高效生产提供了保障。
【学位单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TE377
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地面煤层气抽采现状
        1.2.2 井下瓦斯抽采现状
        1.2.3 水力压裂扩展机理研究
        1.2.4 水力压裂裂缝评价研究
        1.2.5 水力压裂消突研究
    1.3 研究内容与技术路线
    1.4 研究特色及创新点
2 研究区煤层气地质特征研究
    2.1 研究区位置、范围
    2.2 地质概况
        2.2.1 地层
        2.2.2 地质构造
        2.2.3 煤层与煤质
        2.2.4 水文地质
    2.3 煤层气储层特征
        2.3.1 煤储层结构
        2.3.2 含气性特征
        2.3.3 吸附/解吸、扩散与渗透特征
        2.3.4 岩石力学特征
    2.4 煤层气井工程部署
    2.5 小结
3 煤层气井水力压裂效果评价
    3.1 常规水力压裂致裂机理
        3.1.1 破裂压力与延伸压力
        3.1.2 裂缝的起裂与扩展
    3.2 煤层气井水力压裂效果评价
        3.2.1 微地震监测裂缝分析
        3.2.2 裂缝预测分析
        3.2.3 水力压裂效果评价结果
    3.3 小结
4 煤层气井压裂区消突预测
    4.1 压裂区排采效果分析
        4.1.1 屯留井田排采分析
        4.1.2 五阳井田排采分析
    4.2 压裂排采消突时间预测模型
        4.2.1 排采量统计
        4.2.2 压裂区消突时间预测模型
    4.3 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 姚锦;姚甘宁;王丙勇;潘俊;杨晓军;;阜新地区煤层气井作业分析[J];中国煤层气;2010年02期

2 汪万红;郑玉柱;;陕西省吴堡矿区煤层气井产层组合研究[J];煤田地质与勘探;2012年05期

3 谢学恒;樊明珠;王前阔;杨焦生;雷波;;煤层气井排采强度对产气量敏感性的数值模拟[J];油气藏评价与开发;2013年05期

4 常兴浩,宋凯;煤层气井取心技术及取心方式选择[J];钻采工艺;1997年01期

5 娄剑青;影响煤层气井产量的因素分析[J];天然气工业;2004年04期

6 张继东,盛江庆,刘文旗,任源锋;煤层气井生产特征及影响因素[J];天然气工业;2004年12期

7 田永东;煤层气井生产曲线的拟合和产量预测[J];中国煤层气;2004年02期

8 张永红,李玉魁,葛东;煤层气井机械捞砂技术[J];中国煤层气;2005年01期

9 邓红琳;;煤层气井取心工具的改进及应用[J];西部探矿工程;2006年05期

10 康永尚;赵群;王红岩;刘洪林;杨慎;;煤层气井开发效率及排采制度的研究[J];天然气工业;2007年07期

相关博士学位论文 前6条

1 周拿云;煤层气井冰晶暂堵压裂可行性实验与理论研究[D];西南石油大学;2013年

2 刘冰;煤层气井排采和射流负压作业的排煤粉理论与技术研究[D];中国石油大学(华东);2014年

3 田永东;沁水盆地南部煤储层参数及其对煤层气井产能的控制[D];中国矿业大学（北京）;2009年

4 张芬娜;煤层气井产气通道破坏机理与修复技术研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

5 马飞英;JL煤田煤层气井产能主控因素研究[D];西南石油大学;2014年

6 刘新福;煤层气井有杆排采井筒煤粉运移规律和防煤粉关键技术研究[D];中国石油大学（华东）;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 孟令双;基于时序分析的煤层气井参数预测与故障诊断的研究[D];大连理工大学;2015年

2 刁秀芳;负压连续排煤粉系统地面综合作业泵车设计[D];中国石油大学(华东);2014年

3 袁安意;煤层气井煤粉产出规律实验研究[D];中国石油大学(华东);2014年

4 曹红艳;煤层气井动液面回声自动测量仪设计[D];中国石油大学(华东);2014年

5 翁红波;煤层气井水力压裂效果评价与消突时间预测研究[D];河南理工大学;2015年

6 郭大浩;煤层气井数值模拟研究[D];成都理工大学;2004年

7 庞涛;焦坪矿区煤层气井排采工艺技术研究[D];煤炭科学研究总院;2014年

8 胥昊;煤层气井产量影响因素及提高产量措施研究[D];燕山大学;2014年

9 袁浩文;煤层气井排采制度优化[D];西南石油大学;2015年

10 王昕馨;煤层气井固井超低密度水泥浆体系的研究[D];中国石油大学;2010年

本文编号：2837635