[01022486]煤矿区煤层气富集靶区选取与工厂化开发成套技术

晋城矿区是全国唯一进入产业化、工业化和商业化的稳定气田，抽采量约占全国抽采量的一半和山西省的70%。然而传统的煤层气开发多以直井分散作业模式为主，单井产量低，井网密度大，管网集输困难，严重制约了煤层气开发效率。项目围绕煤层气科学开发问题，依托多项国家和省部级科技项目以及晋城无烟煤矿业集团工程科技攻关项目，以晋城矿区为实施基地，系统地研究了煤矿区煤层气富集靶区选取方法与工厂化开发技术。建立了复杂地质条件煤层气富集靶区高分辨率识别与评价技术，在优选煤层气富集靶区的基础上，首创了煤矿区煤层气工厂化开发模式，将钻井由分散转向集中，研发了钻井、压裂、排采和集输等多个工艺流程一体化开发技术，通过扩大直井辐射范围，增大抽采面积，降低钻井成本，实现煤矿区煤层气规模商业开发。建立了煤矿区煤层气富集靶区高分辨率识别与评价技术。推导出适合煤储层特点的AV0计算公式，建立了AV0反演的煤层含气量预测方法，研发出以测井曲线为约束、叠后地震反演和叠前同时反演为基础的构造煤空间精确定位与识别方法，构建出基于证据理论的煤层气富集区评价体系，实现了对煤层气富集靶区的预测。煤层气富集靶区预测的识别率，经验证达到75%以上。首创了煤矿区煤层气工厂化开发模式，以煤层气富集靶区为基础，建立了煤矿区煤层气水平井产能预测模型，提出了煤层气井井型井网优化方法，借鉴常规油气开发经验，在国内首次创立了煤矿区煤层气模块化布置-集中化作业模式，实现钻井、压裂、排采和集输等多个工艺流程一体化开发。与直井分散开发相比，以工厂化开发的钻井、压裂和排采等工程量减少了2/3,井场、排采设备和集输管网等减少了70%以上，单井产量提高了3〜5倍。开发出煤矿区煤层气水平井钻进与压裂关键技术。研究了水平井钻进关键技术，建立了压裂裂缝扩展预测模型,研发了煤矿区水平井分段压裂改造技术，实现了低渗透煤层有效压裂改造。近三年在赵庄矿施工煤层气水平井37口，单井日平均气量稳定在5500 m<'3>以上。研发完善了煤矿区煤层气井智能高效排采技术。研究和建立了煤层气水平井排采控制模型，揭示并掌握了晋城矿区煤层气水平井排采降压引起的煤储层压力降低与传播规律，以该为基础，开发出以井底流压控制为核心的排采工艺，较为系统和完善地建立起煤层气井智能化排采系统。近三年在赵庄井田1号井实现了5000〜6000m<'3>/d的长期稳定生产。项目获得国家授权发明专利9项，实用新型专利2项，软件著作权5项，制定国家标准1项，出版专著1部，发表EI检索论文16篇，获得省部级科技一等奖3项。查新表明：国内外未见与上述创新点相同的文献报道。该研究成果2015年被列入山西省煤矿瓦斯抽采全覆盖工程，并已全面实施。该成果除了在晋城矿区应用外，还在阳煤、同煤、潞安和西山等矿区得到推广应用。近三年仅在晋煤集团应用，累计增加销售收入22.34亿元，新增利润8.41亿元。