基于负压扩孔技术的煤层气储层改造机理及效果评价

摘要

煤层气作为一种能够代替常规化石能源的新洁净能源正日益受到人们的重视。由于我国煤层特点的特殊性，华北油田公司开展的煤层多分支水平井先导试验中的多口井产气量整体上都没有达到预期的目标。为此探索钻完井及储层改造一体化的高产成井方法十分必要。 本文在综合前人研究的基础上，基于有限元理论和离散元方法对煤层气储层负压扩孔改造、提高储层渗透率主要做了以下几个方面的工作： 基于樊庄区块煤层气储层地质特征、煤岩物理性质，利用有限元软件建立了井筒-衬管-储层力学模型，模拟分析增压过程中不同压力波动下扩孔井眼参数、割缝衬管参数对井筒周围储层应力扰动状况，并对井筒周围产层应力分布和破碎带进行了分析。 基于 PFC2D 离散元方法论，建立储层裂隙中大粒径颗粒的受力模型，利用颗粒流理论分析不同煤屑粒径、压力梯度、径向割缝长度及环向割缝数量对煤屑穿过割缝衬管运移规律的影响。 分析了储层围岩坍塌主要影响参数，并对储层稳定性进行了分析。结合井眼周围储层应力分布影响参数及煤岩屑运移通过衬管割缝的影响参数，给出了储层稳定前提下氮气泵入压力、环向割缝个数、轴向割缝宽度及井眼直径等最优工况组合建议。

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