Impact of geomechanics in coal bed methane development and production, Barakar coals in central India摘要
地质力学性质在印度中部Sohagpur煤层气田从开发到废弃的不同阶段起着至关重要的作用。一般来说,低应力状态下的煤层比高应力状态下的煤层产气量更高,然而在煤层气开发设计中,应力条件通常被忽视。相比直井较小的井眼表面积,斜井和水平井的产量比垂直井高数倍,因此斜井和水平井的需求越来越大。但这些非垂直井在钻井和完井作业中存在井筒不稳定问题,导致非生产时间(NPT)过高。由于对目标煤层和边界岩性之间的应力对比缺乏研究,实现水力压裂(HF)增产期望的裂缝长度较为困难。受有效应力和基质收缩效应的共同作用,煤储层渗透率在降压开采过程中变化较大,这直接影响气井产能,因此需要进一步明确在生产过程中渗透率的变化规律。在许多情况下,由于应力诱导的天然裂缝影响,煤层气开发过程较为复杂且不可预测,地质力学模拟旨在解决上述问题。除了煤层厚度和含气量,本研究还通过应力-渗透率图,辅助在开发过程中优先考虑低-中应力区气井。利用标定的应力和强度剖面以及其他岩石力学参数,进行井筒稳定性分析,从而成功钻取大角度井。该分析表明,只要泥浆比重稍高便可钻得大角度水平井。结合应力差,水力压裂设计可以在不增加裂缝高度的情况下获得所需的裂缝参数。煤的渗透率模型表明,在压降开采过程中,煤岩渗透率约增加1.2-3.5倍,有效提升了气井产能。对标注的裂缝进行了临界应力分析,结果表明,48%的天然裂缝处于压应力状态。这些天然裂缝的存在对研究区不同区域气井产能既有积极(快速排采)影响,也有消极(沟通含水层)作用。
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