海拉尔盆地低煤阶煤储层压裂地质特征与改造效果评价摘要
海拉尔盆地低煤阶煤层气资源量初步估算在1.59×1012 m3以上,资源勘探潜力巨大。近年来区内陆续开展了煤层气资源评价、勘探试气等工作,总体上效果不理想,制约下一步勘探开发。结合本区2口煤层气试验井生产资料,对常规压裂和缝网压裂改造工艺下储层改造效果进行评价,提出本区低煤阶煤储层压裂技术建议,研究表明:①煤岩学方面,本区煤中镜质组含量在53.60%~75.00%之间,宏观煤岩组分以亮煤、镜煤主导,煤脆性强,适合开展储层体积压裂;②本区煤层天然裂缝发育,主要发育内生裂隙及气胀节理群,裂缝密度在5~8条/10cm,裂缝开度大,内部无矿物充填,具有优异的导流能力,且本区煤岩层理缝极度发育,对于开展体积缝网压裂十分有利;③本区低煤阶煤力学强硬,纳米压痕试验结果显示煤岩硬度为0.09GPa,断裂韧度为0.11 MPa·m0.5,整体高于国内多数煤层气开发区块煤岩,煤体结构完整,煤粉源集合体少见,利于实施储层高导流立体压裂;④本区地应力状态为垂向挤压-水平拉张型,煤储层裂缝面闭合应力适中,利于裂缝保持持久导流能力,压裂过程中施工能耗低,压缩压裂工程成本;⑤压裂物模试验表明,层面方位对压裂裂缝扩展特征具有重要约束,井筒垂直层理方向上压裂流体更能激活大量天然裂隙,裂缝成网效率更高;⑥现场压裂施工曲线表明,相对常规压裂,缝网压裂曲线破裂事件更多,表明煤储层次级破裂频繁,天然裂缝激活效率高,压裂裂缝形式更为复杂,后期气井产能数据也证实了这一点(常规压裂直井峰值日产气量仅为257.00 m3/d,而缝网压裂直井峰值日产气量达519.00 m3/d,是前者的2 倍),表明缝网压裂在本区具有技术适用性;⑦缝网压裂能够均衡改造储层,缩短煤层甲烷气渗流路径,降低煤层气启动压差,提高压裂液渗吸驱替效率。通过提升低煤阶煤层气储层整体疏导能力,取得了较好的试气成果。后期应坚定缝网压裂改造技术,采取控近扩远造缝策略及组合加砂全域支撑模式,打造海拉尔盆地低煤阶煤层气高效压裂改造技术模式,突破低煤阶煤层气勘探开发技术瓶颈。
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