煤层气储层压裂水平井产能计算

Ξ

摘要

:

煤层气作为一种重要资源

,

近多年来其研究和开发活动迅速增加 。由于煤层气储层低孔 、

低渗特征

,

采用常规

开采方法开发效果不佳 。压裂技术和水平井技术是提高煤层气藏产量的有效方法 。基于位势理论和叠加原理

,

建立

了煤层气储层压裂水平井产能计算模型

,

考虑了煤层气储层非均质性 、

裂缝部分穿透储层 、

裂缝条数因素的影响 。通

过实例计算

,

分析了影响因素的敏感性 。结果表明

,

煤层气产量与裂缝条数和穿透率成正比

,

每千米水平井段内合理

的裂缝条数应不超过

10

条

;

裂缝穿透率宜控制在

0. 15

之内

,

高于

0. 15

煤层气井产量对穿透率则不敏感 。

关键词

:

煤层气

;

压裂

;

水平井产能

中图分类号

: TE33

　　　　　　　　　文献标识码

: A

　　

我国拥有 30～35 万亿立方米的煤层气储量 ,但

大多数属于低孔 、

低渗储层 ,普遍存在常规开采方式

难以实施 ,开发效果差等问题 。针对煤层气储层开
采存在的问题 ,国外提出并采用了许多方法 ,例如煤
层气 井 压 裂 激 化 技 术 和 水 平 井 开 采 煤 层 气 技
术

[ 1 ,2 ]

。压裂技术能消除储层伤害 ,增加井孔与裂

隙的连通性 ,以及促进排水降压 ,提高产气速度 ;水
平井能提高煤层气井泄油体积 ,使煤层气井的产能
得到提高 。然而 ,美国圣胡安盆地和沃里尔盆地在
进行煤层气生产实践时 ,煤层气储层压裂技术和水
平井技术开采煤层气效果有时并不乐观

[ 1 ]

。因此 ,

确定煤层气储层压裂水平井的产能很有必要 。文中

建立了一种煤层气储层压裂水平井产能模型 ,考虑
了裂缝条数 、

穿透率对煤层气井的影响 。通过实例

计算 ,给出了水平井产量影响因素的合理范围 。

1

　压裂水平井的产能公式

1

.

1 　模型假设条件

(

1

)

上下封闭的无限大煤层气储层

,

储层厚度

为

h ,

水平方向渗透率为

k

h

,

垂向渗透率为

k

v

,

储层

中心有一口水平井

,

水平段与最大渗透率主方向平

行

,

井筒长为

L ;

(

2

)

在水平段进行压裂

,

压出

N

条垂直裂缝

,

裂

缝等距离分布

,

且部分穿透储层

,

其缝高为

h

f

,

裂缝

半长为

X

f

,

裂缝渗透率为

k

f

,

缝宽为 ω

;

(

3

)

储层中水全部被排出

,

只产气

,

煤基质向割

理和裂隙中扩散的气量等于裂缝流向井筒的气量

;

(

4

)

煤层气为真实的气体

;

(

5

)

气体先从煤基质向割理和裂隙中扩散

,

从

割理和裂隙流向裂缝

,

再由裂缝流向井筒 。

1

.

2 　产能方程

依据上述假设

,

流量由两部分组成

,

一部分是地

层流向裂缝

,

另一部分是裂缝流向井筒 。

1

.

2

.

1 煤层气从地层流向裂缝流量
由以上假设可以简化煤层气藏压裂水平井的模

型如图 1 。

图

1

　垂直裂缝分布图

假设在

( x , y)

平面上有一条垂直裂缝与

x

轴平

行

,

裂缝半长为

X

f

,

且与

x

轴距离为

y

0

,

其产量为