我國煤層氣和油氣共生區(qū)域淺層采氣技術獲突破

　　日前，中國煤炭科工集團西安研究院借鑒頁巖氣開發(fā)工藝，創(chuàng)新采用了煤系氣開發(fā)層位優(yōu)選技術、大傾角水平井鉆井技術、特厚儲層增產改造技術和煤系氣排采工藝技術，突破了煤層氣和油氣共生區(qū)域淺層煤系氣開發(fā)技術瓶頸。

　　據(jù)了解，受游離天然氣保存條件的限制，煤系氣作為一種蘊藏豐富且可規(guī)模性開發(fā)的潔凈氣體能源，可供開采的有利深度一般都大于1500米。淺層煤系氣的開發(fā)技術一直存在著無法突破的瓶頸。

　　窯街煤電集團海石灣煤礦處于典型的煤層氣與油氣共生礦區(qū)，煤系氣埋藏淺。同時，該礦區(qū)還存在煤與二氧化碳突出，極易發(fā)生油氣涌出、燃燒、爆炸等事故，迫切需要突破技術瓶頸。

　　海石灣煤礦在前期的工作中先后嘗試采用了開采油頁巖上保護層、底抽巷施工穿層鉆孔、工作面兩道施工順層鉆孔、油頁巖工作面采空區(qū)抽采瓦斯、工作面上隅角托管抽采瓦斯等方法均未能湊效。

　　中國煤科西安研究院依托國家科技重大專項研發(fā)了碎軟低滲煤層群分層控壓排采技術及裝備，解決了煤系氣多源儲層物性差異明顯、共采難度大這一難題。

　　該礦區(qū)地層結構復雜，如果按照傳統(tǒng)辦法單一考慮主采煤層中的瓦斯抽采而忽略油頁巖、油砂層、油A層，不僅不能有效降低井下瓦斯含量，還會對天然氣資源造成浪費。同時，地層傾角較大，給水平井鉆井帶來了極大的難度。

　　為此，西安研究院經過理論分析與現(xiàn)場試驗，選定含氣性、滲透性、有機碳含量和氣測等儲層條件較好的煤二層、油A層、油頁巖層作為煤系氣開發(fā)的目標層位。為解決傾角大，不利于鉆井的問題，他們創(chuàng)新采用大角度水平井鉆井技術，首次使用旋轉自導式浮鞋及漂浮接箍工具解決了復雜地層水平井套管下入的難題，完成了甘肅省第一口“L”型煤層氣水平井，水平段長846米、落差210米，同時也創(chuàng)造了我國煤層氣水平井最大落差的紀錄。

　　由于選定的目標層煤二層、油A層和油頁巖均屬于特厚產層，常規(guī)的煤層氣壓裂方法達不到改造效果。西安研究院立足實際情況，創(chuàng)造性采用多段分簇和限流法射孔以提高液體的攜砂能力。他們采用新型帶壓射孔技術，實現(xiàn)了層間封堵和連續(xù)壓裂，解決了油A層和煤二層間距較小、煤二層滲透率低、壓后放噴時間長的問題，縮短了施工周期；采用適合于致密特厚產層的大排量、大砂量、低砂比壓裂技術，實現(xiàn)了增產。此外，他們針對油A層、煤二層二氧化碳濃度較高，排采過程中，溶解于水的二氧化碳進入泵筒，極易引起氣鎖現(xiàn)象，影響泵效的問題，創(chuàng)新采用了降低掛泵位置和重力式螺旋氣錨兩種技術，大大減小了進入泵筒的氣量。

　　這些技術瓶頸的突破，使煤層氣和油氣共生區(qū)域淺層煤系氣的共采成為可能，釋放了巨大的能源資源。目前，海石灣礦區(qū)單井日產氣量高達2580立方米，最高累計產氣量24.5×104立方米；節(jié)省保護層開采成本2.67億元，節(jié)省底抽巷掘進成本1.06億元，抽采煤系氣利用可創(chuàng)造利潤1.14億元。（李德山）

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