沁东南地区煤层气垂直井井网优化

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煤层气开发中合理的井网布置和优化方案是减少排采盲区、提高经济效益的重要保障。煤层物性的差异性以及水文地质条件的复杂性,导致单井及井网压力传递变化规律的多样性。如何针对不同的水文地质条件及煤层物性差异设计出合理的井网形式、间距显得尤为重要。以往学者主要通过数值模拟或现场经验进行井网布置及井网优化,由于数值模拟较强的客观性和现场经验的主观性,造成分析结果与实际情况有一定偏差,借鉴的价值受到很大影响。  本文以柿庄南部分区块为研究对象,根据煤层气勘探开发资料,应用水力压裂测量地应力原理、线弹性断裂力学及煤层气地质学等理论,绘制出煤层厚度、煤层埋深、储层压力以及改造后渗透率等分布规律图,基本了解了研究区域的储层特征及物性特征。根据岩层突破压力,结合储层压力及含水层与煤层的空间位置及渗透率关系,得出了煤层气井排采时有无越流补给的临界判别公式,划分出有无越流补给区域。实验室进行煤样渗透率试验,拟合得出启动压力梯度与渗透率之间的关系,为煤层气井排采过程中流体能否运移提供了理论依据;系统分析压力传递规律影响因素,基于达西定律,建立了不同水文地质条件下单井压力传递规律数学模型;将计算与数值模拟相对比的方法,得出不同渗透率、不同水文地质条件下的单井压力传递变化规律。对井间干扰影响因素进行分析,结合势叠加理论,建立了不同水文地质条件下井网间距数学模型;在此基础上,以渗透率为变量,得出相同采收率情况下的井网形式,即:无越流补给情况下,渗透率各个方向差别较大时,以四点法井网最优;渗透率相差较小时,以五点法井网最优;有越流补给情况下,以梅花形井网最优。针对性的选择研究区三种井网,运用数值模拟对其井网的适应性进行评价,结果表明:三个区域井网间距都过大。运用五点法和四点法对原有井网进行加密,并进行对比,得出:无越流补给且各个方向渗透率相差较大时以四点法进行加密效果最优,可有效消除排采盲区并避免井间干扰过于严重。此研究可为研究区域以及相似地质条件下的井网优化提供理论依据。
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