彬长矿区煤层气低产井改造技术研究与 探索

宋永强 祖近轩

（陕西新泰能源有限公司 陕西咸阳 713500）

【摘 要】本文以陕西省彬长矿区煤层气低产井技术改造为例，介绍了彬长矿区在煤层气低产井技术改造方面的探索和研究，为彬长矿区大佛寺井田低产井改造、增产提供新的尝试解决途径，为后续同类低产井改造做好铺垫和技术储备。【关键字】彬长矿区；煤层气；低产井

1.背景

彬长矿区简介

彬长矿区是国家十三个煤炭基地之一黄陇侏罗纪煤田的核心矿区，位于咸阳市彬州市、长武境内，属于陇东黄土高原丘陵沟壑区。彬长地区煤炭资源丰富，拥有煤炭资源储量50.3亿吨。陕西省在1997年就对该地区的煤炭资源开发进行了规划，彬长矿区的建设开发，为陕西能源建设储备了后续力量。

从2009年开始，陕西新泰能源有限公司在彬长矿区大佛寺井田实施《彬长矿区瓦斯治理及利用地面抽采项目》，已完成地面各类煤层气抽采井73组（口），建成煤层气压缩输送站及提纯站，实现向周边县城的煤层气管道及LNG商业化销售。煤层气年抽采量达到1600余万方，销售量500万方左右。

2.煤层气低产井基本情况

DFS-73井自2014年11月开始排采，原始井下压力3.26MPa，原始沉没度为332米。于2015年1月6日开始解吸，套压为0.09MPa，井底流压1.479MPa，通过降压及释放套压的方式，逐渐提高产能，历史最高产能在,795.13m³/d，最高产水量在30m³/d，排采历时大约5年时间，产气量逐步下降，截止2020年4月13日，累计总产气量647883m³，累计总产水量6708m³。1、该井排采了5年，控制区域内的煤层气储存量相比于之前有所减小，这属于煤层气井的正常衰减趋势；2、产液量的明显下降，可能为水运移通道受排采过程中环境变化、化学反应而堵塞，区域渗透率降低，从而产气量下降。

3、采用多脉冲加载压裂工艺

针对该井曾进行过水力压裂，该区块排水产气过程中近井带会出现煤粉堵塞孔吼和裂隙的情况，设计使用双基和复合两种不同燃速和产气量、峰值压力的压裂弹组合，在确保套管和传输管柱安全的前提下，尽可能提高药量，在井筒和近井带煤层孔隙裂缝中形成多级压力震荡，解除原有孔吼与裂隙堵塞，并在近井带形成新的网状裂缝体系，提高近井带导流能力。

（1）施工过程：

采取油管传输作业方式对4#煤层634.5-641.5m、643.0-646.5m段实施多脉冲加载压裂解堵作业。一趟管柱，投棒点火，一次完成两层作业。

由于改进目的层埋深仅600多米，为尽可能减少压裂冲击波对传输管柱的冲击，在传输管柱中增加纵向减震器1套；

（2）总装药量

为了提高压裂过程中井内的压力波震荡叠加，沿井筒轴向采用了双基和复合两种不同燃速、不同火药力的推进剂组合，内部使用同一点火系统，纵向上保持点火强度不变。

4、煤层气低产井改造技术分析

本井先后实施了水力加砂压裂一次改造技术、注氮气二次改造增产技术、小井眼水平钻进二次改造增产技术（TRD）、重复脉冲强冲击波二次改造增透技术（电脉冲）以及本次实施的多脉冲加载压裂解堵二次改造增产技术，但从实施的结果来看，虽然水力加砂压裂一次改造技术也存在着一定的不足和有待优化的地方和环节，但从整体效果来看，属于本井田比较成熟和有效的储层改造手段和技术。其余的三项二次改造技术要么是改造完后不产气、要么是增产效果不明显；本次实施的改造技术从实施过程中井口液柱压力的反应以及前后2个月产气情况对比来看，有一定较好的改造效果，但是基于本井的产气基数太小以及本井所在区域的地质条件较差，改造前只有50m3/d-150m3/d，所以，导致体现的增产效果不是特别明显，但从增产的趋势以及百分比来看，值得进行下一步的选井和实施。

后续的手段，从实施的难易程度、经济性和综合地质情况来看，可以进行组合实施：本次实施的多脉冲加载解堵技术+疏水剂解堵解析吸附气+气体吞吐增产措施+负压抽采组合实施，进一步提升本改造技术的增产效果。但在选井上要选择具有一定产气基数的井位，比较便于后期进行增产效果分析和改造技术的效果评价。

结论

通过多脉冲加载压裂解除该井4#煤层污染，有效清除近井地带堵塞，疏通煤层通道，形成有效二次改造，帮助气的解析和运移，达到增产增效的目的。为彬长矿区大佛寺井田低产井改造、增产提供新的尝试解决途径，为后续同类低产井改造做好铺垫和技术储备。探索在低渗低含气量低饱和度煤层多脉冲加载压裂技术工艺的可行性和适用性。

1