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勘探开发中煤储层损害机理及保护措施


浅谈勘探开发中煤储层损害机理及保护措施 【摘要】煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层 中的非常规天然气,主要成分为甲烷在煤矿中又俗称瓦斯。我国煤 层储层具有低渗透率、低压力和低含水饱和度的三低特点。煤层气 的吸附保存方式和煤层裂隙的特殊性决定了煤层气在钻完井、开采 过程中首先要解决保护煤储层,以免伤害储层,其次要最大限度地 扩大解吸范围,才能实现经济开采煤层气资源。

本文首先对煤层气 储层特征进行了的介绍,然后根据煤储层的特点列出了煤层气勘探 开发过程中对储层造成的各种伤害,最后提出了一系列保护煤储层 的措施。 【关键词】煤层气 储层 损害 保护 煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常 规天然气,主要成分为甲烷(含量 95%~98%) ,故称之为煤层甲烷, 在煤矿中又俗称瓦斯。虽然我国煤层气资源丰富,占世界第三位, 但与美国相比,我国的煤层储层具有明显不同的特征,低渗透率、 低压力和低含水饱和度的三低现象,地层压力梯度为 0.8~ 1.0mpa/100m 孔隙度平均为 1~10 % 且大部分孔隙不能相互连通而 成为无效孔隙。煤层气的吸附保存方式和煤层裂隙的特殊性就决定 了煤层气在钻完井、开采过程中首先要解决保护煤层气储层,以免 伤害储层,其次要最大限度地扩大解吸范围,才能实现经济开采煤 层气资源。因为以上种种原因,对勘探开发过程中对储层保护提出 了更高的要求,必须最大程度的降低储层伤害。本文对储层特性进 行分析,指出在煤层气勘探开发过程中造成的主要伤害,并针对这 些伤害提出新的勘探开发技术。 1 煤层气储层特征及损害机理 煤层既是气源岩,又是储集岩。其具有独特物理、化学及岩石力 学性质。因此必须充分认识这些特征,在勘探开发过程中才能更好 的保护储层减少伤害。 1.1 煤层损害机理 煤层损害通常是由于固体微粒的运移和堵塞;化学反应和热动力 因素等。 1.1.1 微粒运移、粘土膨胀造成的储层损害 微粒运移、粘土膨胀造成的储层损害膨胀微粒的运移、粘土膨胀 是导致地层渗透率降低的最主要原因。煤吸收液体和气体导致储层 孔隙率和渗透率大幅度降低,并且此过程基本是不可逆的。 1.1.2 外来流体与储层岩石、储层流体不配伍所造成的损害 外来流体与储层岩石及流体不配伍将引起酸敏、碱敏损害及无机 构堵塞,引起气产量下降。 1.1.3 水锁损害 煤层裂隙是地层中流体流动的基本空间,但由于天然裂缝内径很 小,当外来流体侵入裂隙通道后,会将通道中原有的气推向储层深 部,并在气水界面形成一个凹向水相的弯液面。由于表面张力(毛 细管压力) 。若储层能量不足以克服这附加的毛细管压力,气就不 能将水段塞驱开而流向井筒,从而形成水锁损害,导致气层渗透率 下降。 2 煤层气勘探、开发造成的伤害 由于我国的煤储层具有三低的特点,且煤层气的吸附保存方式和 煤层裂隙的特殊性就决定了煤层气在钻完井、开采过程中必须要保 护煤层气储层,以免其受到伤害。首先必须认识到各种工程作业对 煤储层造成了那些伤害,如表 1。 3 保护煤储层措施 现场实际生产过程中,保护煤储层措施,如表 2。 4 结论及认识 (1)煤层气储层与常规天然气储层有着不同的结构特性,这些特 性决定了人们在勘探、开发煤层气时不能够照搬常规天然气的开发 模式,必须根据其特性制定出一套适合煤层气开发的规范。 (2) 目前对煤层气勘探开发过程中对储层的损害机理还不够完善, 应该尽快对煤储层的损害机理进行进一步研究,为储层保护提供依 据。 (3)在煤层气钻井工程中

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