概念和分类

   2022-07-16 07:11:42 网络280
核心提示:“低品位”油气资源是一个相对的概念,是相对于已经发现的规模大、丰度高、油质好、单井产量高的“高品位”而言;同时也是相对于技术经济条件而言,是技术经济条件的函数,与经营管理的方式密切相关1,1因此,世界各国学者根据所在国不同的资源状况和技术经

概念和分类

“低品位”油气资源是一个相对的概念,是相对于已经发现的规模大、丰度高、油质好、单井产量高的“高品位”而言;同时也是相对于技术经济条件而言,是技术经济条件的函数,与经营管理的方式密切相关1,1因此,世界各国学者根据所在国不同的资源状况和技术经济条件对“低品位”油气资源进行了不同的界定。

1.1.1 国外研究与实践

目前,美国等国家一般较少采用“低品位”的概念,因此也就没有对低品位油气资源提出相对统一的概念和分类。通常情况,美国采用“边际”、“非常规”等概念来描述低品位、难动用油气资源,以区别于优质资源。“边际”概念主要是指在一定市场(价格)条件下,采用现有成熟技术不能实现经济开采(满足一定的投资回报率)的石油、天然气储量,包括探明储量规模太小的油气田、规模大但开发难度大的油气田、重(稠)油、剩余油(尾矿)等。“非常规”的概念,则用来描述利用常规技术工艺不能开发的油气资源,如油砂、油页岩、煤层气、页岩气、致密砂岩气等。在实际应用中,这两个概念没有截然分开,存在明显交叉。即便如此,对于任何一种具体的边际储量和非常规资源,美国等国家在研究制定相关政策时,都给予了明确的界定,包括孔隙度、渗透率、密度、粘度等具体的物性、物理指标[2]。

国外曾把渗透率小于100mD(mD:毫达西,为渗透率单位)的油田划为低渗透油田。随着科学技术的发展,目前通常也把低渗透油田的上限定为50mD,并进一步将低渗透油藏分为以下三种类型[3~4]:

一类储层渗透率10~50mD,称为低渗透油田。此类储层的特点接近于正常储层。地层条件下含水饱和度为25%~50%。这类储层一般具有工业性自然产能,但在钻井和完井中极易造成污染,需采取相应的储层保护措施。开采方式及最终采收率与常规储层相似,压裂可进一步提高其产能。

二类储层渗透率1~10mD,称为特低渗透油田。此类储层含水饱和度变化较大,部分为低电阻油层,测井解释难度较大。这类储层自然产能一般达不到工业性标准,需压裂投产。

三类储层渗透率0.1~1mD,它属致密低渗透储层,称为超低渗透油田。由于孔隙半径很小,因而油气很难采出。这类储层已接近有效储层的下限,几乎没有自然产能,需进行大型压裂改造方能投产。就目前的世界工艺技术水平而言,0.1mD以下的低渗透油藏也是可以开发的,但经济上可能是无效的。

近年来,美国将渗透率低于1.0mD油藏定为低渗透油藏,而将渗透率低于0.01mD的油藏定为特低渗透油藏。美国联邦能源管理委员会根据《美国国会1978年天然气政策法》的有关规定,提出将有效渗透率低于0.1mD的砂岩气藏确定为致密气藏。美国能源部对致密砂岩气藏进一步分类,规定:0.05~0.1mD为致密砂岩气藏;0.001~0.05mD为很致密砂岩气藏;0.0001~0.001mD为极致密砂岩气藏。

1.1.2 国内研究与实践

国内对低品位油气的界定比较多,没有形成统一的概念。国家有关部门、一些专家学者分别从不同角度对低品位油气资源进行了描述。

1.1.2.1 国家行业标准

国家有关部门从油气藏分类的角度,对一些低品位油气藏进行了定量描述和界定。国家油藏分类(标准编号:SY/T6168-1995)如表1.1所示;国家气藏分类标准(标准编号:SY/T6169-1995)如表1.2所示。

表1.1 国家油藏分类(标准编号:SY/T6168-1995)

表1.2 国家气藏分类标准(标准编号:SY/T6169-1995)

1.1.2.2 专家学者界定

国内专家学者也对低品位油气资源的概念和类型做了大量研究。

有的学者借鉴国外标准,从物性指标参数等方面对低渗透油藏概念进行了研究和界定。罗蛰潭等[5]认为:渗透率低于100mD的储层为低渗透储层。严衡文等在西安国际低渗透油气藏会议上,提出了低渗透储层的划分标准:渗透率大于100mD为好储层;渗透率10~100mD为低渗透储层;0.1~10mD为特低渗透储层。李道品等[6]提出:渗透率10~50mD为低渗透;渗透率1.0~10mD为特低渗透;渗透率0.1~1.0mD为超低渗透。由中国石油天然气集团公司组织编写的《中国石油勘探开发百科全书》[7]中规定:渗透率≥10~50mD为低渗透;渗透率≥1.0~10mD为特低渗透;渗透率<1.0mD为超低渗透。王光付等[8]提出:有效渗透率10~50mD的油藏为一般低渗透油藏;有效渗透率1~10mD的油藏为特低渗透油藏;有效渗透率0.1~1.0mD的油藏为超低渗透油藏。

李浩和杨海滨主要从经济和技术角度提出了低品位石油储量判断标准,他们认为低品位石油储量就是难动用石油储量[9]。从经济角度来说,12%的投资收益率是划分储量难动用与否的标准,投资收益率达不到12%的,被定义为难动用储量;将成本利润率小于6%的已开发油藏定义为石油尾矿[9]。从技术角度说,难动用储量是指在自然条件下由于技术原因开发难度较大的储量,一般又分为3种类型:油藏岩石的物性不好;油品本身特性不好,粘度太大;进入开发后期的难采储量。难动用石油储量具有以下特点:①资源本身物化特性或其储层物性较差,通常其相对密度较大、粘度较高、流动性差、非烃组分含量高,或具有储量丰度低、单井产量低及渗透率低的“三低特征”;②资源本身质量和储集性较好,但分布复杂,或储量规模较小,需要特殊工艺和设备,风险高;③随着技术的发展与油价的变化,可以变为可动用储量;④由于管理体制、管理水平等的不同,储量的可动用性不同。邱中建等认为[10]:难采储量往往受制于油价的高低,对油价的波动非常敏感,如果油价从18美元/桶增至28美元/桶,那么大部分难采储量都可以动用。而且他们还认为,由于难采储量开采成本高,大型国有石油公司动用它们的积极性往往不高,如果改变经营方式,缩小经营单位,采用股份制,由国有石油公司控股,精打细算,那么大部分难采储量也可以动用。这种经营方式在我国某些地方已经存在,而且可以盈利。如果同时加大科技攻关的力度,降低难采储量开发的成本,那么难采储量也会被动用。

查全衡等[2]认为“低品位”资源是相对概念,一是相对于已发现的规模大、丰度高、油品好、产量高油气田的“高品位”而言的。“低品位”资源的成因有两种:一种是天然形成的。我国通常将复杂的小断块油气田、稠油油田和低丰度、低渗透油气田的资源称为“低品位”资源。另一种是人为造成的。长期开采后的油气田剩余的资源,大体相当于固体矿藏的“尾矿”,资源品位变差。不过流体矿藏的“尾矿”总量巨大,目前一般占探明地质储量的70%以上。二是相对于技术经济条件而言。“品位”是技术经济条件的函数,随着技术进步、油价上升,“低品位”资源可以成为“高品位”资源,而在油价下降时,“高品位”资源也可以成为“低品位”资源,如图1.1所示。

图1.1 油气资源品位构成三角图

潘继平等[11]从资源质量、储集物性及分布特征等方面将低品位储量分为以下四大类:①I类,即稠油类。这类资源本身质量比较差。从物理性质上看,密度大,密度一般超过0.934g/cm3,粘度大于100m Pa·s(m Pa·s:毫帕斯卡·秒,为粘度单位),流动性差;从化学性质组分上看,氧、硫、氮等元素、非烃及沥青质含量高,硫元素含量0.4%~1.0%;氮元素0.7%~1.2%,而常规油的硫和氮含量通常分别低于0.4%和0.7%,非烃和沥青质含量高达10%~30%,有的甚至可达50%。通常,这类资源埋藏浅,但储量规模较大。②Ⅱ类,即低渗透类。这类资源本身物化特征较好,但一方面储量丰度低,单井产量低,规模较大,总量较大,另一方面储集物性比较差,孔渗低,渗透一般小于50×10-3μm2,物性非均质性强,储集空间分布极其复杂,比如裂缝或溶蚀孔隙,总体上,这类储量属于油气贫矿类,主要是由于储层物性特征较差致使其难以动用开采,包括复杂岩性、地层油气藏和裂缝性油气藏。③Ⅲ类,即小油田类。这类资源本身品质及其储集物性较好,但由于单个油气藏(田)面积小、规模小、储量小,或者构造复杂,断裂发育,油水关系复杂的小型断块油藏,常呈成群或成带分布,多为边际油田。由于规模小,开采成本高,风险大,且需要采用先进的钻井技术,如多分支水平井技术和大位移水平井技术。④Ⅳ类,即剩余油类。这类资源是指经过多年生产后的油田所剩余的储量,属于油气“尾矿”,是一种人为生产活动造成的,通常分布在大型老油田,而且总量较大。在经过一次、二次采油后,油藏油水关系复杂,剩余的资源分布规律性差,开发和生产成本较高,通常需要先进有效的油藏经营管理技术,包括精细油藏描述技术和三次采油技术等。

1.1.2.3 小结

从上述情况看,国内低品位油气资源的概念总体上包括以下四个方面内容:

一是市场经济条件,即石油价格因素。通常油价越高,越利于低品位油气资源开发利用,低品位资源将向高品位资源转换;反之,油价越低,高品位资源将向低品位资源转换。

二是开发工艺技术条件。技术水平越高、越有效,越有利于低品位油气资源开发利用,低品位资源向高品位资源转换;反之,技术水平低下,高品位资源将向低品位资源转换。

三是政策环境。主要指油气资源开发的各种税费政策,适当有效的鼓励政策有利于低品位资源开发。

四是经营管理水平。主要指企业开发资源的经营管理水平和成本控制能力,较高的经营管理水平和严格的财务管理、成本控制,有利于降本增效和低品位油气资源开发。

从国内外低品位油气资源的概念和界定指标看,随着科技进步和扶持政策的完善,低品位油气资源界定下限越来越低,特别是低渗透油气资源的下限越来越小,从早期的100mD、50mD逐步下降到20mD、10mD,直到目前的1.0mD、0.5mD、0.3mD、0.1mD,低品位资源的范围则越来越广。例如,20世纪80年代,我国采用“常规压裂”等技术只能使10~50mD的低渗透油藏得到有效动用。2000年以来,鄂尔多斯盆地其他油田,采用“整体压裂、超前注水”等技术,使得低于0.5mD以下的特低渗透储量也可以有效动用[12]。另外,低品位油气资源概念还与油气资源管理体制密切相关。通过对比,可以看出,国外低品位油气资源概念主要从地质和技术方面来确定,特别是储层物性特征、油气资源本身的物理化学参数等客观条件和特征。而国内低品位油气资源概念,特别是学术界,侧重于综合因素,既考虑了储层物性、资源本身特性,也考虑了技术、政策等人为因素和条件。

1.1.3 本研究对低品位油气资源的界定与分类

综合考虑国内外低品位油气资源的概念,本研究对低品位油气资源的描述为:低品位油气资源是指在现行体制和一定市场条件(如油价)下,采用常规的经营管理方式,依靠现有成熟工艺技术不能经济开采的探明石油、天然气地质(资源)储量。通常具有渗透率低、丰度小、品质差、规模小、含水率高、单井产量低等一个或多个特征。

1.1.3.1 低品位石油资源

具体来说,低品位石油资源主要包括以下几类:

低渗透石油:指有效渗透率小于10mD的储层中的原油资源,具有单井产量低、储量丰度低等特征。细分为一般低渗透(1~10mD)、特低渗透(0.5~1mD)、超低渗透 <0.5mD)三类。

稠(重)油:指地层温度条件下,密度大于0.934g/cm3、粘度大于50m Pa·s的原油资源。

剩余油(石油尾矿):指进入开发生产后期,综合含水率超过90%的油气藏(田)中剩余的石油地质储量,具有含水率高、产量持续递减等特点。

高凝油:指凝固点≥40℃的油藏。

边际小油田:指在目前的开采技术条件下,没有经济效益和难以动用的、储量规模小的油气田。

深水油:指水深超过500m的地下储集层中的石油地质储量。

1.1.3.2 低品位天然气资源

具体来说,低品位天然气资源主要包括以下几类:

低渗透砂岩气:指有效渗透率小于1mD的砂岩储层中的天然气资源,具有单井产量低、储量丰度低、分布广等特征。细分为低渗透气(0.1~1mD)、特低渗透气(致密砂岩气)<0.1mD)两类。

高含非烃气:指硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)或者氮气(N2)等非烃含量超过5%的天然气资源。

高温高压气:指同时具有地层超压(压力系数>1.3)和高温(地层温度>150℃)的天然气。

深水气:指水深超过500m的地下储集层中的天然气地质储量。

页岩气[13]:指赋存于富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩中,主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源。在埋藏温度升高或有细菌侵入时,暗色泥页岩中的有机质,甚至包括已生成的液态烃,裂解或降解成气态烃,游离于基质孔隙和裂缝中,或吸附于有机质和粘土矿物表面,在一定地质条件下就近聚集,形成页岩气藏。页岩气藏具有如下特点:

第一,与煤层气相似,页岩气藏具有自生自储特点,页岩既是烃源岩,又是储层,没有或仅有极短距离的运移,通常就近聚集成藏,不受构造控制,无圈闭、无清晰的气水界面。

第二,页岩气藏分布受暗色页岩分布控制,面积大,范围广,常呈区域性、连续性分布;页岩气形成温度范围大,在暗色泥页岩热演化的各阶段均可形成,埋藏深度范围大,从浅于200m到深于3000m都有可能有页岩气藏。

第三,页岩气藏储层具有典型的低孔、低渗特征,并随着埋深加大,物性变差。页岩气藏孔隙度一般4%~6%,渗透率一般低于0.001mD,若处于断裂带或裂缝发育带,页岩孔隙度、渗透率增加。

第四,页岩气主要以吸附或游离状态赋存于页岩储层中,其中吸附气含量20%~85%。另外,少量页岩气以溶解状态存在,一般不超过10%。

第五,页岩气藏自然压力低,开发难度大,技术要求高,通常无自然产能,采收率较低,单井产量低,但产量递减速度慢,生产周期长,一般超过30年。

采气工程原理与方法是什么?

Specifications for coalbedmethane resources/reserves

中华人民共和国地质矿产行业标准

DZ/T 0216—2002

国土资源部2002-12-17发布;2003-03-01实施。

1 范围

本标准规定了我国煤层气资源/储量分类分级标准及定义、储量计算方法、储量评价标准和储量报告的编写要求。

本标准适用于地面钻井开发时的煤层气资源/储量计算,适用于煤层气的资源勘查、储量计算、开发设计及报告编写;可以作为煤层气矿业权转让、证券交易以及其他公益性和商业性矿业活动中储量评估的依据。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB 212—91 煤的工业分析方法

GBn/T 270—88 天然气储量规范

GB/T 13610—92 气体组分分析方法

储发[1986]147号 煤炭资源地质勘探规范

MT/T 77—94 煤层气测定方法(解吸法)

3 总则

3.1 煤层气田(藏)储层具有不均质性,其含气性和产能等也是有差别的,宜实行滚动勘探开发,应进行动态储量评估,从发现直到废弃的各个勘探开发阶段,其经营者应根据地质、工程资料的变化以及技术和经济或相关政策条件的变化,分阶段进行储量计算、复算、核算和结算。

3.2 煤层是赋存煤层气的储层,煤田勘查程度和认识程度既是煤层气勘查部署的重要基础,也是煤层气资源/储量评估的重要依据。

4 定义

4.1 煤层气

是赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。

4.2 煤层气资源

4.2.1 定义

是指以地下煤层为储集层且具有经济意义的煤层气富集体。其数量表述分为资源量和储量。

4.2.2 煤层气资源量

是指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中,当前可开采或未来可能开采的,具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。

4.2.3 煤层气地质储量

4.2.3.1 定义

是指在原始状态下,赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。

4.2.3.2 原始可采储量(简称可采储量)

是地质储量的可采部分。是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可最终采出的煤层气数量。

4.2.3.3 经济可采储量

原始可采储量中经济的部分。是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。经济可采储量是累计产量和剩余经济可采储量之和。

4.2.3.4 剩余经济可采储量

是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,从指定的时间算起,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气数量。

4.3 煤层气勘查

4.3.1 定义

是指在充分分析地质资料的基础上,利用钻井、地震、遥感以及生产试验等手段,调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。可分为两个阶段,包括选区、勘探。

4.3.2 选区

主要根据煤田(或其他矿产资源)勘查(或预测)和类比、野外地质调查、小煤矿揭露以及煤矿生产所获得的煤资源和气资源资料进行综合研究,以确定煤层气勘查目标为目的的资源评价阶段。根据选区评价的结果可以估算煤层气推测资源量。

4.3.3 勘探

在评价选区范围内实施了煤层气勘查工程,通过参数井或物探工程获得了区内关于含煤性和含气性的认识,通过单井和/或小型井网开发试验获得了开发技术条件下的煤层气井产能情况和井网优化参数的煤层气勘查实际实施阶段。根据勘探结果可以计算煤层气储量。

4.4 煤层气开发

指在勘探区按照一定的开发方案部署了一定井距的开发井网后进行的煤层气资源的正式开采活动。煤层气通常适合进行滚动勘探开发。

5 煤层气资源/储量的分类与分级

5.1 分类分级原则

煤层气储量的分类以在特定的政策、法律、时间以及环境条件下生产和销售能否获得经济效益为原则,在不同的勘查阶段通过技术经济评价,根据经济可行性将其分为经济的、次经济的和内蕴经济的3大类。分级以煤层气资源的地质认识程度的高低作为基本原则,根据勘查开发工程和地质认识程度的不同,将煤层气资源量分为待发现的和已发现的两级。已发现的煤层气资源量,又称煤层气地质储量,根据地质可靠程度分为预测的、控制的和探明的3级。可采储量可根据所在的地质储量确定相应的级别。

5.2 分类

5.2.1 经济的

在当时的市场经济条件下,生产和销售煤层气在技术上可行、经济上合理、地质上可靠并且整个经营活动能够满足投资回报的要求。

5.2.2 次经济的

在当时的市场经济条件下,生产和销售煤层气活动暂时没有经济效益,是不经济的,但在经济环境改变或政府给予扶持政策的条件下,可以转变为经济的。

5.2.3 内蕴经济的

在当时的市场经济条件下,由于不确定因素多,尚无法判断生产和销售煤层气是经济的还是不经济的,也包括当前尚无法判定经济属性的部分。

5.3 分级

5.3.1 预测的

初步认识了煤层气资源的分布规律,获得了煤层气藏中典型构造环境下的储层参数。因没有进行排采试验,仅有一些含煤性、含气性参数井工程,大部分储层参数条件是推测得到的,煤层气资源的可靠程度很低,储量的可信系数为0.1~0.2。

5.3.2 控制的

基本查明了煤层气藏的地质特征和储层及其含气性的展布规律,开采技术条件基本得到了控制,并通过单井试验和储层数值模拟了解了典型地质背景下煤层气地面钻井的单井产能情况。但由于参数井和生产试验井数量有限,不足以完全了解整个气藏计算范围内的气体赋存条件和产气潜能,因此煤层气资源可靠程度不高,储量的可信系数为0.5左右。

5.3.3 探明的

查明了煤层气藏的地质特征、储层及其含气性的展布规律和开采技术条件(包括储层物性、压力系统和气体流动能力等);通过实施小井网和/或单井煤层气试验或开发井网证实了勘探范围内的煤层气资源及可采性。煤层气资源的可靠程度很高,储量的可信系数为0.7~0.9。

关于剩余的探明经济可采储量的分类、分级参照天然气储量规范,本规范暂不对其进行命名。剩余的探明经济可采储量可以根据开发状态分为已开发的和待开发的两类:

a)已开发的,是指从探明面积内的现有井中预期采出的煤层气数量;

b)待开发的,是指从探明面积内的未钻井区或现有井加深到另一储层中预期可以采出的煤层气数量。

5.4 煤层气资源/储量分类、分级体系

根据煤层气资源/储量分类、分级标准及其与勘探控制工程的对应关系,建立煤层气资源/储量分类和分级体系(表1)。

6 煤层气资源/储量计算

6.1 储量起算条件和计算单元

6.1.1 储量起算条件

煤层气储量计算以单井产量下限为起算标准,即只有在煤层气井产气量达到产量下限的地区才可以计算探明储量。根据国内平均条件,所确定的单井平均产量下限值见表2。表3中所给出的各级储量勘查程度和认识程度是储量计算应达到的基本要求。

表1 煤层气资源/储量分类与分级体系

表2 储量起算单井产量下限标准

6.1.2 储量计算单元

储量计算单元一般是煤层气藏,即是各种地质因素控制的含气的煤储集体,当没有明确的煤层气藏地质边界时按煤层气藏计算边界计算。计算单元在平面上一般称区块,面积很大的区块可细分井块(或井区),同一区块应基本具有相同或相似的构造条件、储气条件等;纵向上一般以单一煤层为计算单元,煤层相对集中的煤层组可合并计算单元,煤层风化带以浅的煤储层中不计算储量,关于风化带的各项指标参照《煤炭资源地质勘探规范》。

表3 各级煤层气储量勘查程度和认识程度要求

6.1.3 储量计算边界

储量计算单元的边界,最好由查明的煤层气藏的各类地质边界,如断层、地层变化(变薄、尖灭、剥蚀、变质等)、含气量下限、煤层净厚下限(0.5~0.8m)等边界确定(对煤层组的情况可根据实际条件做适当调整);若未查明地质边界,主要由达到产量下限值的煤层气井圈定,由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为储量计算线等圈定。煤层含气量下限值如表4,表4也可根据具体条件进行调整,如煤层厚度不同时应适当调整。

表4 煤层含气量下限标准

6.2 储量计算方法

6.2.1 地质储量计算

6.2.1.1类比法

类比法主要利用与已开发煤层气田(或相似储层)的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线,求得计算区可类比的储量参数再配合其他方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。

6.2.1.2 体积法

体积法是煤层气地质储量计算的基本方法,适用于各个级别煤层气地质储量的计算,其精度取决于对气藏地质条件和储层条件的认识,也取决于有关参数的精度和数量。

体积法的计算公式:

Gi=0.01 AhDCad

Gi=0.01 AhDdafCdaf

式中:Cad=100Cdaf(100-Mad-Ad);

Gi——煤层气地质储量,单位为亿立方米(108m3);

A——煤层含气面积,单位为平方千米(km2);

h——煤层净厚度,单位为米(m);

D——煤的空气干燥基质量密度(煤的容重),单位为吨每立方米(t/m3);

Cad——煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);

Ddaf——煤的干燥无灰基质量密度,单位为吨每立方米(t/m3);

Cdaf——煤的干燥无灰基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);

Mad——煤中原煤基水分(wB),单位为百分数(%);

Ad——煤中灰分(wB),单位为百分数(%)。

6.2.2 可采储量计算

6.2.2.1 数值模拟法

数值模拟法是煤层气可采储量计算的一个重要方法,这种方法是在计算机中利用专用软件(称为数值模拟器)对已获得的储层参数和早期的生产数据(或试采数据)进行拟合匹配,最后获取气井的预计生产曲线和可采储量。

a)数据模拟器选择:选用的数值模拟器必须能够模拟煤储层的独特双孔隙特征和气、水两相流体的3种流动方式(解吸、扩散和渗流)及其相互作用过程,以及煤体岩石力学性质和力学表现等。

b)储层描述:是对储层参数的空间分布和平面展布特征的研究,是对煤层气藏进行定量评价的基础,描述应该包括基础地质、储层物性、储层流体及生产动态等4个方面的参数,通过这些参数的描述建立储层地质模型用于产能预测。

c)历史拟合与产能预测:利用储层模拟工具对所获得的储层地质和工程参数进行计算,将计算所得气、水产量及压力值与气井实际产量值和实测压力值进行历史拟合。当模拟的气、水产量动态与气井实际生产动态相匹配时,即可建立气藏模型获得产气量曲线,预测未来的气体产量并获得最终的煤层气累计总产量,即煤层气可采储量。

根据资料的掌握程度和计算精度,储层模拟法的计算结果可作为控制可采储量和探明可采储量。

6.2.2.2 产量递减法

产量递减法是通过研究煤层气井的产气规律、分析气井的生产特性和历史资料来预测储量,一般是在煤层气井经历了产气高峰并开始稳产或出现递减后,利用产量递减曲线的斜率对未来产量进行计算。产量递减法实际上是煤层气井生产特性外推法,运用产量递减法必须满足以下几个条件:

a)有理由相信所选用的生产曲线具有气藏产气潜能的典型代表意义;

b)可以明确界定气井的产气面积;

c)产量-时间曲线上在产气高峰后至少有半年以上稳定的气产量递减曲线斜率值;

d)必须有效排除由于市场减缩、修井或地表水处理等非地质原因造成的产量变化对递减曲线斜率值判定的影响。

产量递减法可以用于探明可采储量的计算,特别是在气井投入生产开发阶段,产量递减法可以配合体积法和储层模拟法一起提高储量计算精度。

6.2.2.3 采收率计算法

可采储量也可以通过计算气藏采收率来计算,计算公式:

Gr=GiRf

式中:Gr——煤层气可采储量,单位为亿立方米(108m3);

Gi——煤层气地质储量,单位为亿立方米(108m3);

Rf——采收率,单位为百分数(%)。

煤层气采收率(Rf)可以通过以下几种方法计算:

a)类比法:根据与已开发气田或邻近气田的地质参数和工程参数进行类比得出,只能用于预测可采储量计算。

b)储层模拟法:在储层模拟产能曲线上直接计算,可用于控制可采储量和探明可采储量的计算。

Rf=GPL/Giw

式中:GPL——气井累计气体产量,单位为亿立方米(108m3);

Giw——井控范围内的地质储量,单位为亿立方米(108m3)。

c)等温吸附曲线法:在等温吸附曲线上通过废弃压力计算,只能用于预测可采储量的计算,也可以作为控制可采储量计算的参考。

Rf=(Cgi-Cga)/Cgi

式中:Cgi——原始储层条件下的煤层气含量,单位为立方米每吨(m3/t);

Cga——废弃压力条件下的煤层气含量,单位为立方米每吨(m3/t)。

d)产量递减法:在已获得稳定递减斜率的产量递减曲线上直接计算,可用于探明可采储量的计算。

Rf=GPL/Giw

式中:GPL——气井累计气体产量,单位为亿立方米(108m3);

Giw——井控范围内的地质储量,单位为亿立方米(108m3)。

7 煤层气资源/储量计算参数的选用和取值

7.1 体积法参数确定

7.1.1 煤层含气面积(简称含气面积)

含气面积是指单井煤层气产量达到产量下限值的煤层分布面积。应充分利用地质、钻井、测井、地震和煤样测试等资料综合分析煤层分布的地质规律和几何形态,在钻井控制和地震解释综合编制的煤层顶、底板构造图上圈定,储层的井(孔)控程度应达到附录B和表3所规定的井距要求。含气面积边界圈定原则如下:

a)钻井和地震综合确定的煤层气藏边界,即断层、尖灭、剥蚀等地质边界;达不到产量下限的煤层净厚度下限边界;含气量下限边界和瓦斯风化带边界。

b)煤层气藏边界未查明或煤层气井离边界太远时,主要以煤层气井外推圈定。探明面积边界外推距离不大于附录B规定井距的0.5~1.0倍,可分以下几种情况(假定附录B规定距离为1个井距):

1)仅有1口井达到产气下限值时,以此井为中心外推1/2井距;

2)在有多口相邻井达到产气下限值时,若其中有两口相邻井井间距离超过3个井距,可分别以这两口井为中心外推1/2井距;

3)在有多口相邻井达到产气下限值时,若其中有两口相邻井井间距离超过两个井距,但小于3个井距时,井间所有面积都计为探明面积,同时可以这两口井为中心外推1个井距作为探明面积边界;

4)在有多口相邻井达到产气下限值,且井间距离都不超过两个井距时,探明面积边界可以边缘井为中心外推1个井距。

c)由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为储量计算线等圈定。作为探明面积边界距离煤层气井不大于附录B规定井距的0.5~1.0倍。

7.1.2 煤层有效(净)厚度(简称有效厚度或净厚度)

煤层有效厚度是指扣除夹矸层的煤层厚度,又称为净厚度。探明有效厚度应按如下原则确定:

a)应是经过煤层气井试采证实已达到储量起算标准,未进行试采的煤层应与邻井达到起算标准的煤层是连续和相似的;

b)井(孔)控程度应达到附录B井距要求,一般采用面积权衡法取值;

c)有效厚度应主要根据钻井取心或测井划定,井斜过大时应进行井位和厚度校正;

d)单井有效厚度下限值为0.5~0.8m(视含气量大小可作调整),夹矸层起扣厚度为0.05~0.10m。

7.1.3 煤质量密度

煤质量密度分为纯煤质量密度和视煤质量密度,在储量计算中分别对应不同的含气量基准。测定方法见GB 212—91煤的工业分析方法。

7.1.4 煤含气量

可采用干燥无灰基(dry,ash-free basis)或空气干燥基(air-dry basis)两种基准含气量近似计算煤层气储量,其换算关系可根据下式计算:

Cad=100Cdaf(100-Mad-Ad)

式中:Cad——煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);

Cdaf——煤的干燥无灰基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);

Mad——煤中原煤基水分(wB),单位为百分数(%);

Ad——煤中灰分(wB),单位为百分数(%)。

但是,为了保证计算结果的准确性,最好采用原煤基(in-situ basis)含气量计算煤层气储量。原煤基含气量需要在空气干燥基含气量的基础上进行平衡水分和平均灰分校正,校正公式:

Cc=Cad-β[(Ad-Aav)+(Mad-Meq)]

式中:Cc——煤的原煤基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);

Cad——煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);

Aav——煤的平均灰分(wB),单位为百分数(%);

Meq——煤的平衡水分(wB),单位为百分数(%);

β——空气干燥基含气量与(灰分+水分)相关关系曲线斜率。

各种基准煤层气含量及平衡水分测定参照美国矿务局USBM煤层气含量测定和ASTM平衡水分测定方法。

煤层气含量确定原则如下:

a)计算探明地质储量时,应采用现场煤心直接解吸法(美国矿业局USBM法)的实测含气量,煤田勘查煤心分析法(煤炭行业标准MT/T 77—94)测定的含气量也可参考应用,但宜进行必要的校正。采样间隔:煤层厚度10m以内,每0.5~1.0m 1个样;煤层厚度10m以上,均匀分布10个样以上(可每2m或更大间隔1个样)。井(孔)控程度达到附录B规定井距的1.5~2.0倍,一般采用面积权衡法取值,用校正井圈出的大于邻近煤层气井的等值线,所高于的含气量值不参与权衡。

b)计算未探明地质储量时,可采用现场煤心直接解吸法和煤田勘查煤心分析法(MT/T 77—94煤层气测定方法)测定的含气量。与邻近的、地质条件和煤层煤质相似的地区类比求得的含气量,可用于预测地质储量计算。必要时也可根据煤质和埋深估算含气量,估算的含气量可用于预测地质储量的计算。

c)矿井相对瓦斯涌出量在综合分析煤层、顶底板和邻近层以及采空区的有关地质环境和构造条件后可作为计算推测资源量时含气量的参考值。用于瓦斯突出防治的等温吸附曲线虽然也能提供煤层气容量值,但在参考引用时必须进行水分和温度等方面的校正,校正后可用于推测资源量计算。

d)煤层气成分测定参见 GB/T 13610—92气体组分分析方法。煤层气储量应根据气体成分的不同分类计算。一般情况下,参与储量计算的煤层气含量测定值中应剔除浓度超过10%的非烃气体成分。

7.2 数值模拟法和产量递减法参数的确定

数值模拟法和产量递减法参数,如气水性质、煤质与组分、储层物性、等温吸附特征、温度、压力和气水产量等,参照GB 212—91、GB/T 13610—92及有关标准执行,或另行制定细则。

7.3 储量计算参数取值

a)储量计算中的参数可由多种资料和多种方法获得,在选用时应详细比较它们的精度和代表性进行综合选值,并在储量报告中论述确定参数的依据;

b)计算地质单元的参数平均值时,煤层厚度原则上应根据实际构造发育规律,采用等值线面积平衡法或井点控制面积权衡法,但在煤田勘查的详查区和精查区可直接采用算术平均法计算,其他参数一般应采用煤层气参数试验井井点控制面积权衡法计算;

c)各项参数名称、符号、单位及有效位数见附录B的规定,计算中一律采用四舍五入进位法;

d)煤层气储量应以标准状态(温度20℃,压力0.101MPa)下的干燥体积单位表示。

8 煤层气储量评价

8.1 地质综合评价

8.1.1 储量规模

按储量规模大小,将煤层气田的地质储量分为4类,如表5。

表5 储量规模分类表

8.1.2 储量丰度

按煤层气田的储量丰度大小,将煤层气田的地质储量丰度分为4类,如表6。

表6 储量丰度分类表

8.1.3 产能

按气井的稳定日产量,将气藏的产能分为4类,如表7。

表7 煤层气井产能分类表

8.1.4 埋深

按埋藏深度,将气藏分为3类,如表8。

表8 煤层气藏埋深分类表

8.2 经济评价

a)采用净现值分析法对煤层气勘查开发各阶段所提交的各级储量在未来开发时的费用和效益进行预测,分析论证其财务可行性和经济合理性优选勘探开发项目,以获得最佳的经济效益和社会效益;

b)储量经济评价应贯穿于煤层气勘探开发的全过程,对各级储量均应进行相应的经济评价;

c)所有申报的探明储量必须进行经济评价;

d)经济评价中关于投资、成本和费用的估算应依据煤层气田的实际情况,充分考虑同类已开发或邻近煤层气田当年的统计资料;

e)对新气田煤层气井产能的预测,必须有开发部门编制的开发概念设计作为依据,平均单井稳定日产量可依据储层数值模拟做专门的论证。

8.3 储量报告

煤层气田或区块申报储量时应编写正式报告。储量报告的编写要求参照附录C。

附录A

(规范性附录)

煤层气储量计算参数名称、符号、单位及取值有效位数的规定

表A.1 煤层气储量计算参数名称、符号、单位及取值有效位数的规定

附录B

(规范性附录)

煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井(孔)控要求

表B.1 煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井(孔)控要求

附录C

(资料性附录)

煤层气探明储量报告的编写要求

C.1 报告正文

C.1.1 前言

煤层气田名称、地理位置、登记区块名称和许可证号码、已有含气面积和储量、本次申报含气面积和储量申报单位等。

C.1.2 概况

勘查开发简史、煤田勘查背景,煤炭生产概况,煤层气勘查所实施的工作量、勘查单位、资料截止日期和取得资料情况等。

C.1.3 地质条件

区域构造位置、构造特征、地层及煤层发育特征、水文地质特征、煤层气勘查工程的地质代表性、储层特征、含气性及其分布特征等。

C.1.4 排采试验与产能分析

单井排采或小井网开发试验的时间、生产工艺,单井和井网产能及开发生产动态特征等。

C.1.5 储量计算

储量计算方式与方法选择、储量级别和类别的确定、参数确定、计算结果、可采储量计算和采收率确定方法与依据,以及储量复算或核算前后储量参数变化的原因和依据。

C.1.6 储量评价

规模评价、地质综合评价、经济评价、可行性评价等。

C.1.7 存在问题与建议

C.2 报告附图表

a)附图:气田位置及登记区块位置图、含气面积图、煤层底板等高线图,煤层厚度等值线图、煤层含气量等值线图、主要气井气水产量曲线图、确定储量参数依据等的有关图件。

b)附表:气田地质基础数据表、排采成果表、储层模拟成果表、储量参数原始数据表、主要气井或分单元储量参数和储量计算表、开发数据表、经济评价表。

C.3 报告附件

附件可包括:地质研究报告、煤储层描述研究报告、储量参数研究报告、关键井单井评价报告、试验生产报告等。

附加说明

煤层气是重要的洁净新能源,制定一个适合我国国情并与国际(油气)准则相衔接的煤层气储量计算、评价和管理规范,可以促进煤层气资源的合理利用。由于目前没有通用的储量分类标准和计算方法,为规范我国煤层气资源/储量分类和计算,并促进国际交流,根据GBn/T 270—88《天然气储量规范》、GB/T 17766—1999《固体矿产资源/储量分类》,并参考了美国石油工程师学会(SPE)和世界石油大会(WPC)、联合国经济和社会委员会以及美国证券交易管理委员会(SEC)等颁布的有关储量分类标准,制定本标准。

本标准自实施之日起,凡报批的煤层气储量报告,均应符合本标准和规定。

本标准和附录A、附录B是规范性附录。

本标准的附录C是资料性附录。

本标准由中华人民共和国国土资源部提出。

本标准由全国地质矿产标准化技术委员会归口。

本标准起草单位:中联煤层气有限责任公司。

本标准主要起草人:杨陆武、冯三利、胡爱梅、李明宅。

本标准由中华人民共和国国土资源部负责解释。

油气藏描述的基本内容

采气工程是以气藏工程成果为基础的复杂的系统工程,它针对天然气入井筒后至进入输气管网之前的全部问题,着重解决井筒内流体举升及其他工艺问题。

气藏气井开采

按照不同的地质特点和开采特征(如压力、产量、产油气水和气质情况等),可以把常规气藏气井开采划分为无水气藏气井、有水气藏气井、低压气藏气井开采。

1 无水气藏气井的开采

无水气藏是指气层中无边底水和层间水的气藏(也包括由底水不活跃的气藏)。这类气藏的驱动主要靠天然气弹性能量,进行消耗方式开采。在开采过程中,除产少量凝析水外,气井基本上产纯气(有的也产少量凝析油,但不属凝析气井)。

无水气藏气井的开采措施有:(1)可以适当采用大压差采气;(2)确定合理的采气速度;(3)充分利用气藏能量;(4)采用气举排液。对于下有油管的井,有条件时可采用外加能量的方法排除井底积液。

气井的阶段开采明显,大量的生产资料和动态曲线表明无水气藏气井生产可分为四个阶段,无水气藏气井生产阶段划分如图6-18所示。

图6-18 无水气藏气井生产阶段划分示意图

2 有边水、底水气藏气井的开采工艺

有活跃边水、底水存在的气藏,如果开采措施不当,边水或底水会过早侵入气井,使气井早期出水,这不仅会严重加快气井的产量递减,而且会降低气藏的采收率。气井积液过程见图6-19。

图6-19 气井积液过程

1—液膜;2—正在上升的混气液柱;3—正在上升的液面;4—充气液柱破裂之后的液面;5—泡状流

目前常采用气举排水采气工艺、泡沫排水采气工艺和机抽排水等工艺进行排水采气。

3 低压气藏气井的开采

气藏的开发和开采是衰竭式开采,因此,随着天然气的不断采出,气井压力将逐渐降低。在气藏开采的中、后期,能量消耗较多,气藏处于低压开采阶段。

目前常采用以下几种工艺措施:高、低压分输工艺;使用天然气喷射器开采;建立压缩机站;负压采气工艺技术。

煤层气试采技术规范

“油藏描述”这一术语最早是在20世纪70年代末期由法国斯仑贝谢公司以测井服务为目的,以“油藏描述讲座”报告的形式,向世界推出“数据处理层次”等20个描述服务系统时提出的,其流程见图8.8。它包括从单井处理到多井对比,从单井数据的分析到对储层参数的横向分布进行研究,是目的十分明确、功能较为先进的服务系统。

油藏描述系统是计算机硬件和软件发展的产物。计算机内存的大幅度提高以及克里金软件的全方位应用,使得油藏的单井数据能够展布到平面和三维空间。这就为地质学家和开采工程师提供了过去难以获得的井间地质信息,也就为勘探和开发中寻找高产油气富集带提供了坚实的地质依据。

油(气)藏描述是一项利用获取的地下信息来研究和定量描述油(气)藏开发地质特征,并进行评价的技术,简称RDS技术服务(Reservoir Description Service)[1],也称为油(气)藏表征技术服务(Reservoir Characterization Service)。

裘怿楠等指出[2]:油藏描述是指一个油(气)藏发现后,对其开发地质特征所进行全面的综合描述,其目的是为合理开发这一油(气)藏制定开发战略和技术措施提供必要的和可靠的地质依据。

王捷认为[8]:油藏描述是以沉积学、石油地质学、构造地质学、地质数学、地震地层学和测井地层学的最新成果为理论基础,以计算机和自动绘图技术为手段,对地质、物探、钻井、测井、分析化验以及地层测试资料进行综合处理,用以研究和描述油藏的一项技术系统。

唐泽尧[3]则对气藏描述下了一个定义,即:气藏描述是一种以天然气地质学理论为指导,以现代计算机与最新的勘探技术为支持,以地质、地震、测井与气藏工程多工程信息紧密结合,多学科相互渗透,以三维空间量化综合描述气藏各种特征为目的的一套系统工程方法与技术。它是近十年来新发展起来的具有战略意义的、最重要的勘探和开发方面的综合技术。

王志章、石占中[9]提出:油藏描述就是对油藏各种特征进行三维空间的定量描述和表征以至预测。油藏描述的最终成果是建立反映油藏圈闭几何形态及其边界条件、储集特征和渗流特征、流体性质及分布特征的三维或四维油藏地质模型。

图8.8 斯仑贝谢油藏描述研究的框图(1985)

上述定义是大家都能接受的,它们阐明了油气藏描述是一门综合性的专门技术,需要多方面的专业人才组成一个专门的小组来共同工作,而且需要有计算机软件和硬件作为支撑。

1.总则

为规范煤层气井试采管理,提高工程技术水平,特制定本规范。

煤层气试采包括探井试采、试验井组试采。

煤层气试采应以获得真实完整的产能、流体性质、地层压力、温度及解吸压力等资料为目的,为进一步勘探或编制煤层气开发方案提供依据。

2.试采工程方案与设计

2.1 编制煤层气井试采工程方案应以获得煤层真实产能、气液性质、压力、温度等为目的。试采时间以能满足储量申报和获得煤层真实产能要求为原则。

2.2 依据钻井、测井、分析化验等资料,确定试采层位、井段,明确施工井目的和目标。

2.3 依据煤层物性、含气量、临界解析压力、煤层顶底板力学性质等参数,利用储层模拟软件预测气、水产量历史曲线、不同阶段煤层压力分布图,综合考虑自然、地理、生产条件等各种因素,优化试采设备,确定生产参数。

2.4 进行煤层应力敏感性试验,根据煤层物性及其所含流体性质,结合试验结果确定不同抽排阶段的工作制度,主要包括液面下降速度和套压、油嘴的控制。

2.5 研究分析防腐、防砂、防煤粉、检泵、冲砂、解堵等技术应用的必要性,筛选主体配套技术及相应的工艺参数。

2.6 分析储层伤害的潜在因素,筛选与储层配伍的入井流体,提出储层保护措施。

2.7 试采完成后,要求在煤层顶界以上100m 采取封堵措施,原则是既能保证煤层流体不发生泄漏,又方便重新利用。考虑到煤层排水后的高漏失,原则上禁用水泥塞。

2.8 对含硫化氢等有毒气体进行预测,并有完整的处置措施;编制合理、经济可行的气、水处理措施。

3.试采设备

3.1 地面设备

3.1.1 修井机具有25t 以上的提升能力,能满足1000m 以内煤层气井作业的要求。

3.1.2 发电机满足作为井下试采设备动力及日常生活的要求。

3.1.3 封井器具有10MPa 井口压力的密封能力。

3.1.4 分离器满足10×104m3以下气水分离能力。

3.1.5 举升设备采用数控装置,实现无级变速调节。

3.1.6 采油树具备10MPa 井口压力的密封能力。

3.1.7 测气装置满足50~100000m3/d 的计量要求,有连续计量能力,既可记录瞬时流量,又有累计流量,流量计应定时校正。

3.1.8 通信设备满足从施工现场到基地及项目部三地的通信需要,实现数据、图片电子化传输。

3.2 井下设备

3.2.1 油管具有防腐能力。

3.2.2 泵:要求有一定的防砂、防煤粉能力,组合排水能力为实际日产水量的1.1~1.5 倍,通过与变频装置配合,实现排水量无级变速调节,适用于不同阶段排水量的变化。

3.2.3 泵挂:对压裂直井、斜井,管式泵、杆式泵吸入口初期阶段下至射孔井段以上20~100m,后期下至射孔井段底界以下10m。潜油电泵井、螺杆泵井泵挂最底端下至距实探砂面25m;对多分支水平井、洞穴井,泵挂最底端下至射孔段或洞穴井段以上5m。

3.2.4 排水设备标准选择:日产水量 <100m3,优先选择抽油机作为举升设备;日产水量100~200m3,且煤层出砂、煤粉情况不严重,选择螺杆泵;日产水量100~200m3,且煤层出砂、煤粉严重,或日产水量>200m3选择潜油电泵。

3.2.5 抽油机选型:利用API 计算法和图表选择法进行抽油机选型,采用举升优化设计技术对举升系统进行优化,主要内容包括:泵深、泵径、抽油杆尺寸及配比、油管尺寸、地面设备型号、工作参数等;在经济技术条件允许和满足产水量的前提下,泵径越小,光杆负荷越小,有利于设备利用,同时为了提高冲程效率和泵效,尽量利用长冲程、小冲次;悬点载荷应较油井附加一定的安全系数,对斜度小于4°的井附加10%;大于4°的斜井附加10%~50%;高产水量井(>200m3/d),气层套管内径不得小于150mm。

4.排采工程

4.1 抽排制度

4.1.1 抽排以最小工作制度启动,逐步增大排量,保证井底流动压力均匀缓慢下降。对于直(斜)井排采初期日降液面小于20m,当接近解吸深度时日降液面应小于5m;对于洞穴井、多分支水平井等特殊井应控制降液面速度,一般应小于5m/d。抽排过程应连续,无特殊情况中途不得间断。

4.1.2 以油嘴或针型阀控制环空压力,套压控制以0.5MPa 为宜,原则上不超过1.0MPa。

4.1.3 当有煤层气产出,但不能连续测气,应在出口处每8 小时点火一次,进行产气情况描述,若产气连续,应将套管和油管产出气一并引出进入地面流程计量。

4.2 抽油机井工作制度

4.2.1 对于抽油机井应定期进行示功图和动液面测试并诊断分析,及时采取调参、换泵等措施。

4.2.2 定期进行系统效率测试,采用先进的提高抽油机井系统效率优化设计技术,通过调整工作参数、选用节能降耗设备等措施提高系统效率。

4.2.3 及时调整抽油机井平衡,保持平衡比在85%~100% 之间。

4.2.4 按有关标准和规定做好地面设备日常维护保养工作。

4.2.5 应采取气锚等防气措施,对于斜井、发生杆管偏磨的井应采取扶正等防偏磨措施。

4.3 电潜泵工作制度

4.3.1 根据煤层特征、地下流体特征、压力、温度等资料,合理选择电潜泵和泵挂深度,使电潜泵保持在最佳工作区间,保证高效、经济、合理、安全运行。

4.3.2 电潜泵正常运行时按电机额定电流1.2倍调过载保护,按电机实际电流的0.8倍调欠载保护,欠载延时启动时间不得小于30min。电机工作电流不平衡度不能大于5%,电压不平衡度不得大于3%。

4.3.3 加强对变压器、控制柜等设备维护保养,若出现过载停机或欠载停机时,应按照规程进行检查,查明原因并采取有效措施后方可重新启动电潜泵。电潜泵启停应由专业管理人员操作。

4.3.4 应采用井口变频装置,适时调节电机转速,保证供排协调。

4.3.5 加强对电流卡片的分析,结合其他动态资料对潜油电泵的工况进行综合诊断,及时采取调整措施,保证在合理的地面驱动工况下运行。

4.4 螺杆泵井工作制度

4.4.1 根据气井特征,对地面驱动设备、杆管柱、井下泵、工作参数等进行系统优化设计。

4.4.2 螺杆泵在使用前应进行水力性能检测,未达到指标要求严禁使用。

4.4.3 螺杆泵应采用防反转装置,井下管柱必须锚定。

4.4.4 螺杆泵井正常生产时沉没度应在100m 以上,泵挂处产出液温度应低于螺杆泵定子额定耐温指标,产出液硫化氢含量应小于2.5%。

4.4.5 加强螺杆泵地面驱动装置日常维修保养,搞好日常管理和工况分析,发现问题及时处理。

4.5 中途作业工作制度

4.5.1 作业首先应在对当时井下技术状况进行分析的基础上,根据安全、可靠、合理的原则,做出合理设计。

4.5.2 压井液应与煤层进行配伍性试验,优化压井液密度、黏度等参数,防止和减少煤层伤害,有条件的尽可能采用煤层产出液(需过滤杀菌)。

4.5.3 作业过程中如果采用钻、铣、磨工序,应确定合理的钻压、钻速以及工具,保证不损坏套管。

4.5.4 所有工具(含油管、抽油杆)、仪器应清洁,经地面检查、测量,确认可靠后方可下入井内。

4.5.5 采用可靠的井口防喷装置,制定可行的井控措施,保证施工安全。

4.5.6 严格计量漏失压井液量,对可能造成的煤层伤害进行评估。

5.储层模拟

5.1 煤层气井生产时间长,出气机理不同于常规油气,短期内获取煤层气井完整生产特征应借助于储层模拟。模拟应采用国际上通用的COALGAS、COMMET等软件,提倡自主开发软件。

5.2 预测项目包括:气、水日产量,气、水累计产量,地层压力变化等。

5.3 储层模拟应包括以下方面:试采前模拟主要用于预测初始阶段出水产气情况,并根据预测情况指导设计;试采期间模拟与实际生产相结合,用于修正模拟参数,并利用修正后参数预测下一阶段生产特征;若产量历史拟合曲线与实际生产曲线有连续2个月符合率在90%以上,则认为试采结束。

6.资料录取

资料录取工作包括正常抽排时日常资料录取、增产措施和中途作业资料录取、测试资料录取等。

6.1 日常资料录取

6.1.1 录取项目包括:开井时间、工作制度、油嘴、套压、油压、环空动液面或井底流压、气水产量、累计产量、取样时间、取样部位、气体组分、产出水水型分析、固体颗粒物产出情况描述、点火描述等。

6.1.2 油套管、分离器、管线均选择合适的压力表,所测压力要求在压力表1/3~2/3量程范围内。

6.1.3 气、水应连续计量,既有瞬时流量,又有累计流量,流量计应定时校正。

6.1.4 如采用垫圈流量计计量气量,每4 小时测气1 次,日产量采用平均值。

6.1.5 取样要求:在井口或气水分离器处采取样品;现场初期每日取水样一个,并进行简易分析,要求做出氯根、pH值、含砂及煤粉量。采用冻胶压裂的井,排完压裂液前要求做黏度分析;每30日取样做气、水全分析1次,每次取样各3支,样品量不少于500ml,水样水型应一致,氯根相差小于10%,天然气样含氧小于2%,样品密度差小于0.02;特殊取样要求在专业人员指导下进行。

6.1.6 鼓励煤层气试采井组采用远程自动化计量。

6.2 增产措施和中途作业资料录取

6.2.1 通井包括时间、油管规范、根数、方入、遇阻加压顿位、井底深度、通井规简图、管柱结构示意图、通井规痕迹描述。

6.2.2 检泵包括泵型号、各附件名称、型号、深度、管(杆)柱结构示意图、防冲距。

6.3 测试作业(主要包括注入/ 压降试井、流压/ 静压点测试、抽油机井示功图测试和环空动液面测试等项目)录取

6.3.1 测试作业应实行全面质量控制,严格遵守行业标准和相关规定,保证录取资料的有效性,满足试采管理和动态分析的需要。

6.3.2 测试施工前应清楚测试井下状况,井筒条件应能保证测试仪器畅通起下;施工时应严格执行设计,取全取准各项资料。

6.3.3 测试仪器、仪表及其标定装置应按照国家、行业计量的有关规定进行检定,并定期调整和校准,超过校准检定有效期的不准使用。

6.3.4 测试资料解释应用多种方法进行对比验证,要求提供详细的试井分析曲线、数据及分析解释结果,同时参考地质、测井、岩心等资料进行综合分析,使选择的解释模型和计算参数准确可靠。

6.3.5 测试施工一次成功率90% 以上、测试资料合格率99% 以上,仪器仪表及其标定装置定期校准检定率100%。

6.3.6 注入/ 压降试井要求:应在煤层首次排采之前进行;应选用专用的煤层气试井设备,可实现井下多次开关井;高性能的井下电子压力计,精度不低于0.05%FS,分辨率不低于0.001MPa,采样间隔不大于3s,一次采样点不少于20000点;应采用地面直读设备;注入前,应进行阶梯注入破裂试验;注入速率应适中,既不致使煤层破裂,又可造成煤层足够的压力激动。注入过程速率波动值不大于10%;注入时间8~10h,应保证注入过程的影响半径不小于10m,关井不少于3倍注入时间;注入/压降过程中,要求连续记录井口压力值、注入量;测试用液体为经过滤处理的防膨活性水,以减少注入液对煤层的伤害。配液量为预测注入量的2倍。

6.3.7 现场每天测液面一次,试采停止后测液面恢复24h。

7.煤层气试采动态分析

7.1 煤层气井产出状态分析:根据理论模拟和室内计算的解吸压力推算解吸出气的排采时间、动液面,分析煤层气井出气前后的液面变化、流体性质等。

7.2 煤层气井生产能力变化分析:根据区块煤层气藏的地质特征,单井控制储量、煤层渗透率等资料分析产气量的变化因素、延长稳产时间,不断提高煤层气藏采收率。

7.3 根据煤阶特性,分析煤层气井合理的工作制度和降液面的幅度,控制煤粉产出和防砂的技术方法。

7.4 大井组和区块开发的煤层气井应分析井间干扰的相互关系程度和煤层气藏压降的速度等,提出快速合理整体降压的有效办法。

7.5 根据煤层的能量情况,分析煤层气井产水、产气的能力与抽汲设备的匹配状况,提出抽汲设备潜力和存在问题,提高设备效率,最大限度地挖掘气藏潜力。

7.6 煤层气井试采动态分析应包括月度、年度生产运行数据及曲线;综合开发数据表及排水采气曲线;煤层气藏压力分布等值线图;煤层气藏单井累计产出水与出气关系曲线;煤层气井气、水组分和性质数据表;煤层气井排采工艺数据表及泵效分析数据;煤层气井抽汲效率分析数据表。上述分析主要针对直井,对于水平井、多分支井等特殊井的动态分析,还应在实践中补充完善有关资料。

7.7 煤层气井试采工艺技术分析应包括:井筒管理状况分析;抽油机地面配件和井下配件使用效果分析;产出水处理效果和环保要求分析;生产测井工艺技术及效果分析;气、水计量设备、仪器、仪表使用效果分析;井下作业质量分析;新工艺、新技术推广效果分析。

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