煤层气储层破坏机理及其影响研究

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浅析煤层气钻井过程中的储层伤害及保护技术

2018年04月浅析煤层气钻井过程中的储层伤害及保护技术马腾飞（中联煤层气有限责任公司，北京100016）摘要：伴随着经济的发展和社会的进步，我国煤矿产业要想进一步优化经济利益，就要对钻井过程予以约束，减少其对于储层造成的伤害，建构可持续发展的管理机制。

本文对煤层气的原理以及基础特征进行了简要分析，并集中阐释了煤层气钻井过程中的储层伤害问题以及保护技术措施，以供参考。

关键词：煤层气；钻井过程；储层伤害；保护技术在煤矿管理工作中，为了全面认知钻井过程中储层受到的伤害问题，就要对可能导致其出现异常的元素进行统筹分析，结合伤害机理建立针对性的处理和管控措施，从而维护煤层管理工作的综合质量。

1煤层气概述1.1成藏原理在对煤层气进行系统化分析的过程中，要对其主要分布区域有明确认知，煤本身属于沉积岩类物质，一半的组成物质是有机物，且页岩的有机物含量在50%以下。

在气体存储的过程中，主要是微孔隙游离气体以及有机质内部吸附的表层气体，因此，多数煤层气体都会被视为吸附气。

需要注意的是，在煤层气存储结构中，割理是正交断层结构，整体方向和煤层保持垂直，能有效为气体的流动提供平台和空间。

在单独的储存层结构中，会出现煤，而气体的产生需要借助岩性进行处理，这就使得煤层气存储时，出现了很多影响天然气地质存量的因素，其中，煤的组成成分、实际煤层的基础厚度以及相应气体的含量等，都成为了影响气体吸附水平的关键。

除此之外，煤层中气体含量的变化范围较大，会和煤成分以及基础性质量等形成函数关系。

气体的组成结构中，甲烷占据多数，其余的包括液态烃以及二氧化碳等。

值得一提的是，在饱和状态下的气体煤，会直接生成相应的气体物质，气体不饱和则不会产生气体，直到储存层压力降低到饱和压力，而这种情况需要借助脱水作用才能完成。

1.2储层特征基础的煤层气储层结构是双孔隙结构，整体结构体系中，基质孔隙以及裂缝孔隙十分关键，且在煤层结构中，微孔和裂隙也会出现发育的情况，其实际水平对于煤层其赋存和移动有着重要的影响。

煤层气储层特征研究分解

饱和的
欠饱和的
饱和煤层（A）含有最大的气含量，这在理论上是可能的，如由实验室确定的等温吸附曲线所定义的。在开始脱水和压力下降时，气生产立即开始。
欠饱和煤层（B）含有比煤层可能吸附量要少的甲烷，由于先前发生过脱气事件。为了使气产气甚至需要几年的时间进行脱水和降压，而最终的储力
超压——煤层气井喷
三、储层的空隙压力与原地应力
2、煤层气瓦斯压力
煤层气（瓦斯）压力是指在煤田勘探钻孔或煤矿矿井中测得的煤层孔隙中的气体压力。煤储层试井测得储层压力是水压，二者的测试条件和测试方法明显不同。煤储层压力是水压和气压的总和，在封闭体系中，储层压力中水压等于气压；在开发体系中，储层压力等于水压与气压之和。
同一煤样吸附不同气体：CO2>CH4>N2
CH4 CO2 N2
8
10
CH4 CO2 N2
8
10
四、煤储层的吸附性
2、煤层气吸附／解吸过程的差异与解吸作用类型划分
地质条件下的煤层气吸附过程与开采条件下的煤层气解吸过程的差异对比
煤层气物理吸附
煤层气物理解吸
作用过程
吸附偶于煤的热演化生烃、排烃人为的排水-降压-解吸过程（是一过程之中（是一种“自发过程”）种“被动过程”）
一、煤层气的概念
1、煤层气
煤层气是以甲烷为主要成分的矿产，是在煤化作用过程中形成、储集在煤层及其临近岩层中的非常规天然气。
2、煤层气储层
煤层作为煤层气的源岩和储层，具有2方面的特征：一是在压力作用下具有容纳气体的能力；二是具有允许气体流动的能力。
二、煤储层的渗透性
1、概念
储集层的渗透性是指在一定压力差下，允许流体通过其连通孔隙的性质，也就是说，渗透性是指岩石传导流体的能力，渗透性优劣用渗透率表示。

中国煤层气成藏机理研究进展

Ｊａｎ．
２０１３
文章编号：１６７４一ｌ８０３（２叭３１０６ — ００２４一Ｏ６
中峰华，王娉娉
（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京１０００８３）
ｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｃｈｌｏｒｅｌｌａｄｅｇｒａｄｅｄｂｙｔｈｅｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ，ｄｅｒｉｖｅｄｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｎｄａｌｇａｅｃｏａｌａｎｄｌｉｇｎｉｔｅｓａｍｐｌｅｓｄｅｇｒａｄｅｄｂｙｏｒｉｇｉｎａｌａｎｄｅｘｏｇｅｎｏｕｓｂａｃｔｅｒｉａｗｅｒｅｍａｄｅｉｎｍｉｃｒｏｂｉａｌｏｒｉｇｉｎａｓｐｅｃｔｏｆＣＢＭ．ＴｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｉｎｉｎｏｒｇａｎｉｃｃａｔａｌｙｓｉｓａｓｐｅｃｔｏｆＣＢＭｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｃｕｒｒｅｎｔｌｙｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｅｃｔｏｆｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｓ，ｃａｒｂｏｎａｔｅｍｉｎｅｒａｌｓ，ｏｘｉｄｅｍｉｎｅｒａｌｓａｎｄｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｔｏｆｏｒｍＣＢＭ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｓｄｕｒｉｎｇｃａｔａｌｙｔｉｃｇａｓｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｒａｒｅｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｈｅｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｍｅｔｈａｎｅｉｎｅｏａｌｂｅｄｅｎｒｉｃｈｅｄｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｆｏｒｍｓｏｆＣＢＭ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎｔｅｓｔ・

储层损害机理--08.11.25(1)

（2）宏观尺度 ——岩心孔隙度、渗透率 ——岩心饱和度、润湿性 ——天然裂缝
（3）大型尺度
——测井、地震数据（4）巨型尺度 ——试井、油藏规模
1 概述 3. 油气藏工程地质描述内容
（1）矿物性质：敏感性矿物类型、产状和含量（2）渗流多孔介质性质：孔渗性、孔隙和喉道（3）岩石表面性质：比面、润湿性、吸入特性（4）地层流体性质：油气水组成、高压物性、析蜡点、凝固点、原油酸值等（5）油气藏环境：内部环境和外部环境（6）矿物—渗流介质—流体对环境变化的敏感性及可能的损害趋势和后果
作业生产中油气层损害具有如下特点
（1）损害周期长
地层损害贯穿于油田开发的全过程。（2）损害范围宽不仅发生在近井地带、涉及到油气层深部。（3）损害更具复杂性地面设备多，流程长，工艺措施种类和入井液（4）损害更具叠加性多种多样。每一作业环节对地层造正因为生产作业中油气层损害具有上成的损害，都会在前一述特点和复杂性，研究每个阶段油气层损作业环节损害的基础上进一步加重损害。害的机理，并据此制定出针对性强的预防
对砂岩中泥质纹层、生物搅动对原生层理的破坏也可观察，当用土酸酸化时，这些粘土的溶解会使岩石结构稳定性降低，诱发出砂
2 薄片分析技术骨架颗粒的成分及成岩作用
• 沉积作用、压实作用、胶结作用和溶解作用强烈地影响着油气层的储集性及敏感性 • 了解成岩变化及自生矿物的晶出顺序对测井解释、
敏感性预测、钻井完井液设计、增产措施选择、注
制作铸体薄片的样品最好是成形岩心，不推荐使用钻屑。薄片厚度为0.03mm，面积不小于 15mm×15mm 未取心的情况除外，建议少用或不用钻屑薄片，
因为岩石总是趋于沿弱连接处破裂，胶结致密
的岩块则能保持较大的尺寸，这样会对孔隙发

煤岩气藏损害机理及保护技术研究

而言，研究储层损害机理、提高单井产能有助于煤岩气田的高效开发口］书。储层损害的原因是多方面的，井钻
完井作业过程中广泛存在，即便是增产措施 —— 水力压裂过程中，也存在对储层的损害。由此可见，岩气藏煤
成功开发的关键技术是尽量使所采用的钻井完井及增
损害机理，出煤岩储层保护应以保护裂隙为主，指总结了保护储层的钻井工艺，井液技术及压裂增钻产措施。提出推进煤岩气藏勘探开发水平的提高，必须重视煤岩储层损害机理及保护技术的的研究。
关键词：岩气藏；煤储层保护；井；井；钻完增产
２１００年第３期
西部探矿工程
１７０
煤岩气藏损害机理及保护技术研究
刘加杰杨珊刘杨。林柳英尹水，，，，
（．１四川盐业地质钻井大队，四川自贡６３０；２成都理工大学地球科学学院，４００．四川成都６００；１００
产工艺技术不损害储层，高煤岩储层气井的单井产提量，经济高效开发煤岩储层气田。１煤岩气藏储层特征
１１煤历史影响到气体的组成以及含气量、扩散率、渗透率和储气能力。
中图分类号：１２文献标识码：文章编号：Ｏ４５ｌ（００Ｏ一Ｏ０一ＯＴＥ２Ａ１０— ７６２１）３１７４
储层损害是影响煤岩气藏开发成功率的决定因素之一，其对低压、尤特低渗透率等特殊物性的煤岩储层

煤岩储层伤害机理及评价方法

，，，
（．ＣｉｅｏｕｎｅｉＢｉｎ）Ｂｉｎ２４；２＿ｇｎｒｃ，ｈａＰｔｌｘｌａｏ１ｈｎＰｔｌｍＵｉｒｔｅｉ，ｅｉ１２９．１ｎｆｇＢａｈＣｉｅｏｕＥｐｒｉａｒｅｖｓｙ（ｊｇｊｇ０ａａｎｎｒｅｍｏｔｎ
ｈｒｆｒＴｅｅｏｅ，ｄｍａｅｅａｕｔｏｃｍｅｅｙｉｏｔｔｈｅｐｐｒｉｔｄｃｓｓｖｒｌｅｐｒｍｅｔｔｏｓｆｒａｇｖｌａｉｎｂｏｓｖｒｍｐｒａ．Ｔａｅｎｒｕｅｅｅａｘｅｉｎａｍｅｈｄｏｅｎｏｌｅａｕｔｎｏａｇｓｏｉｌｇｃｒｓｒｏｒｖａｉｆｄｍａｅｆｌｈｏｏｉｅｅｖｉ，ｗｈｃａｅｕｅｒｅａｕｔｎｏａｇｓｏｒｃｆｕｄｏｌｏｔｉｈｃｎｂｓｄｆｖａｉｆｄｍａｅｆｆａｉｓｔｏｌｏｌｌｔｏｏｉｔｘ．ａｄｔｅｒｄｍａｅｔｓｕｅ＆ｃｅｖｇｓ．ｉｌｇｃｍａｒｈｉｎｉａｇｏｆｓｒｈｉｌａａｅＫｅｗｏｄｙｒｓ：Ｌｔｏｔｐｉｙｅ；ｄｍａｅｔｓ；ｅａｕｔｏｔｏｈａｇｅｔｖａｉｎｍｅｄｌｈ
，
０．０１× １。００一
属于特低渗透或致密储层，对各种伤害因素更为敏感，伤害评价显得尤为重
要。本文介绍几种评价煤岩储层伤害的实验方法，可评价压裂液对煤岩基质的伤害、对裂缝割理

《能源技术与管理》2011年总目次

深部顺槽破坏机理及原因分析巷道底鼓机理及防治措施探讨精细解释技术在煤田三维地震勘探中的应用
１２ —５
１２ —７ｌ３一０１３ —４ｌ３一８１４ —１１４ —４
张集煤矿煤与瓦斯突出机理及对策南山煤矿综采放顶煤瓦斯综合治理技术
五沟煤矿西翼采区复杂地质条件下揭煤技术
１４ —６ｌ４一８
１５ —１１５ —４１５ —６１５ —９１６ —４１６ —７
南Ｌ煤矿盆底南翼区１ＩＪ５层二分段瓦斯综合治理技术应用１６ —２
张小楼井断裂构造的分形预测极软巷道全封闭锚注联合支护技术浅析炮采放顶煤工作面过顶板老硐倾斜综采面复杂条件下调面回采工艺分析氮气防灭火技术在义马矿区的应用南山煤矿南风井技术改造方案滑轮式跑车防护装置的研制与应用ｓ一ＯＯ８无极绳绞车在综采支架安装中的应用障碍物对瓦斯爆炸压力传播规律的研究煤矿陷落柱地震响应分析地质异常体有限差分数值模拟与精度分析
２１年第６０１期
鲁西南成盐区丰县盐盆石盐矿床沉积特征浅析基于灰色系统理论的矿井瓦斯涌出量预测方法７２４５下顺槽掘进瓦斯涌出异常机理及应对措施煤层瓦斯预抽期评价及预抽效果分析
高瓦斯大采高超长综放工作面生产技术研究
压风喷雾处理回风隅角瓦斯系统的建立及使用采空区瓦斯流动规律ＣＤ数值模拟的误差分析Ｆ芦岭煤矿８煤层瓦斯地质赋存规律分析岩浆侵入对煤与瓦斯突出的影响研究
ｌ８一５
浅谈王庄煤矿通风系统改造
立井施工注浆防治水技术研究与应用煤矿底板突水非线性预测评价研究
１８ —７

煤层气钻井储层保护新技术研究

煤层气钻井储层保护新技术研究发布时间：2022-10-30T10:51:17.494Z 来源：《工程管理前沿》2022年13期作者：殷跃杰[导读] 在科学技术迅速发展的当今时代殷跃杰中国煤炭地质总局广东煤炭地质局勘查院510440【摘要】在科学技术迅速发展的当今时代，行业的进步与高新技术的应用密切相关。

煤矿产业作为我国能源产业的龙头行业，在“绿色生态”理念的影响下，正在不断推进新能源的开发与利用。

本文以煤层气洁净能源作为主要研究对象，首先简要概述了煤层气的概念定义，然后从煤层气钻井储层保护角度出发，重点分析煤层气钻井过程中的潜在的储层伤害机理问题，并深入探究煤层气钻井保护技术，以期通过科学技术手段，在煤层气钻井的实践化操作过程中，实现对煤储层地质的良好保护。

【关键词】煤层气；绿色生态；煤储层；技术研究0 引言自党的十八大以来，习近平总书记就“生态文明”、“绿色能源”建设，提出了一系列的改革创新理念、新思想与新战略。

在生态可持续发展的新思想指引下，我国积极推进生态建设，并努力以新科技的应用，为人类可持续发展注入动力、指明方向。

煤层气作为一种新型绿色能源，其最主要的成分是甲烷。

甲烷作为一种易燃气体，最大的优点就是燃料成分优质且绿色无污染[1]。

因此，煤层气的开发与利用，能够为我国能源的“绿色生态”发展提供强大动力支持。

但是，由于煤层气资源处于煤储层中，一旦钻井过程中开发不当，极容易导致一定的储层伤害，影响煤层的生态发展。

因此，在煤气层钻井过程中，需要采用有效的技术手段，规避或降低钻井对储层的负面影响与伤害，进而实现煤储层的生态可持续发展。

1 煤层气的概念定义立足于地理学的角度，煤作为一种沉积岩矿物质，其同普通岩层相比较而言，具有更高的有机物含量值[2]。

与此同时，在长时间的地球化学反应与物理活动过程中，正交断层地区的煤层将会产生一定的断面，并在其相关区域形成一定面积的煤层气。

煤层气长时间储存在煤储层内，逐渐积累并日渐增多。

煤储层的力学性质及其对压裂效果的影响

第一节主要力学参数煤层及顶底板围岩的力学性质主要包括：弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。

此外，煤岩的物理性质如硬度、密度、天然裂隙及煤岩的表面物理化学性质、水理性质、热理性质等对储层改造效果也有一定的影响。

一、抗压强度煤岩样在单向受压条件下整体破坏时的压力为单轴抗压强度（P c），它是岩石力学试验中最基本的指标之一，测试方法简便易行，计算也方便，所得结果可以在一定程度上间接反映地层破裂强度，而且这个指标与抗拉强度等参数有一定的对应关系，一般岩石的抗拉强度为抗压强度的3%~30%，从而可以借此进行估算。

煤储层为地下一定深度的三维地质体，单轴抗压强度不能反映煤储层的原位抗压强度。

因此，对应于不同埋深（围压）条件下的三轴压力实验得到的抗压强度才能接近煤储层原位的抗压强度值。

二、弹性模量弹性模量是材料在弹性范围内应力与应变的比值，在力学上反映材料的坚固性。

从单向加压的应力—应变曲线上得出的是杨氏模量，由三轴压力实验得到的模量本书称之为弹性模量。

三轴切线弹性模量的公式为：E=σ1(σ1+σ3)−σ2（7-1）(σ1+σ3)ε1−(σ2+σ3)ε2式中E——弹性模量；σ1、σ2、σ3——三轴压力，σ1表示垂向压力，实验中指轴压；σ2、σ3表示水平压力，实验中指围压，在假三轴力学实验中，σ2=σ3；ε1——垂向应变，实验指轴向应变；ε2——横向应变，实验指平均径向应变（两个水平方向应变的平均值）。

煤岩弹性模量（E）对煤层裂缝发育影响甚大，由力学分析可知，裂缝的宽度基本上与弹性模量成反比关系，由此成为计算裂缝尺寸的直接参数之一，如果煤层与上、下围岩之间存在足够的弹性模量差，就能成为控制水力裂缝不向上、下围岩扩展的重要自然条件。

煤的弹性模量位于n×103MPa数量级，一般比围岩低一个数量级。

三、泊松比岩石在受轴向压缩时（单轴或三轴实验），在弹性变形阶段，横向应变与纵向应变的比值就是泊松比（υ）υ=σ2ε1−σ1ε2（7-2）(σ1+σ3)ε1−(σ2+σ3)ε2式中υ——泊松比；其他同前。

煤层气钻井对储层的伤害机理分析

总第１９期２
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０２９．０００．３ｏ：０３６／．ｓ．０５— ７８２１．７０５ｓ
煤层气钻井对储层的伤害机理分析
周一帆王德利刘力。，，
（．疆煤田地质局１６队，疆乌鲁木齐１新５新８００；．疆煤田地质局１１队，疆乌鲁木齐３０９２新６新４０７）３０４８００：３０９３中国地质大学工程学院，北武汉．湖
加快煤层气的勘探与开发，对于改善能耗结构，和缓能源紧张状况，少环境污染，障煤矿井下安全都减保
具有重大意义。
ห้องสมุดไป่ตู้
与天然气储层不同，煤储层具有双重功能，层煤既是甲烷气的生气层又是储集层，煤层的渗透性而低，隙压力低，孔钻井和完井过程中煤层极易受到伤
摘
要：加快煤层气的勘探与开发对我国改善能耗结构，缓和能源紧张状况，减少环境污染，障煤矿井下保
安全都具有重大意义。由于煤储层有其自身的特点，在勘探过程中比常规油气层更容易受到伤害，文章在介绍了煤储层及煤层气井的特点基础上，分析了钻井过程中钻井液和钻井压力对储层的伤害机理，并指出
２００１以浅的煤层气资源量约为２．０ＩＴ２５×１ｍ。０
吸。当井内压力降至解吸压力以下时，体便从煤气体内表面解吸出来，随着层内流体由压力高的区并

煤层气储层敏感性实验研究

煤层气储层敏感性实验研究一、本文概述随着能源需求的日益增长，煤层气作为一种清洁、高效的能源，其开发利用受到了广泛关注。

然而，在煤层气储层开发过程中，储层敏感性问题常常会对开发效果产生重要影响。

本文旨在对煤层气储层的敏感性进行系统的实验研究，分析不同因素对储层敏感性的影响，为煤层气储层的合理开发提供理论支持和实践指导。

本文首先介绍了煤层气储层敏感性的基本概念和研究意义，阐述了储层敏感性对煤层气开发的影响。

接着，详细描述了实验材料、实验方法以及实验过程，包括实验设备、实验步骤、实验条件等。

在实验结果分析部分，本文将通过实验数据，对储层敏感性进行定量评估，并深入探讨不同因素对储层敏感性的影响机制。

本文总结了实验研究的主要结论，提出了针对性的建议，以期为我国煤层气储层的合理开发提供有益的参考。

通过本文的实验研究，旨在深入理解煤层气储层的敏感性特征，揭示储层敏感性对煤层气开发的影响规律，为煤层气储层的科学开发提供理论支撑和实践指导。

本文的研究结果也可为其他类似储层的敏感性研究提供借鉴和参考。

二、煤层气储层敏感性实验研究方法煤层气储层敏感性实验研究是评估煤层气储层对各种外部因素（如压力、温度、化学处理等）响应程度的关键手段。

本研究采用了一系列实验方法，系统地探讨了煤层气储层的敏感性特征。

我们采用了渗透率测试技术，通过改变储层压力、温度等条件，实时监测渗透率的变化情况。

这一技术能够直观反映储层在外部条件变化下的渗透性能，是评估储层敏感性的重要指标之一。

为了深入研究储层敏感性机理，我们采用了扫描电子显微镜（SEM）和射线衍射（RD）等微观分析手段。

这些技术能够揭示储层微观结构的变化，包括孔隙结构、矿物成分等，从而深入理解储层敏感性的内在原因。

我们还采用了化学处理实验，通过模拟储层中可能遇到的化学环境（如酸碱溶液、氧化剂等），研究储层对这些化学因素的响应情况。

这一方法有助于评估储层在开采过程中的稳定性，预测潜在的风险因素。

煤层气钻井储层伤害及钻井关键技术探讨

科技信伤害及钻井关键技术搽ｉ刁
新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队侯林
［摘要］由于煤层气储层的特殊性，井过程中容易造成储层损害，钻因此应加强对煤层气储层保护钻井相关关键技术的研究。本文分析了钻井过程中煤层气储层的损害机理，探讨了保护煤层气储层的钻井关键技术，认为采用欠平衡钻井方式，根据储层条件与施５情况计算最大允许下钻速度，以有效保护煤层气储层，－可对于提高煤层气开发效率具有一定的指导意义。
一
煤层气藏是介于固体矿藏与流体矿藏之间的一种特殊类型——压力一吸附矿藏，的储层的储集性能与常规天然气储层的性能有明显的它不同，煤层与常规天然气储层的主要区别见表１它概括了煤层作为储，气层的主要特征。表１煤层气与常规天然气的特征的对比特征煤层气常规天然气
［键词］害机理欠平衡钻井关损起下钻速度１１０～４２Ｘ１ｇｃ之间；的泊松比一般为０２．Ｘ１＇．０ｋ／ｍ。煤．７～０４而常规储．，集岩大多小于０２这说明煤比岩石更易受压缩。尽管煤基质块的泊松．，比比较高，中天然裂隙的发育大大降低了煤的强度，但煤使其比其它岩石更易受压缩碎裂。因此在钻井过程中，很小的压力变化都会引起渗透率的较大变化。根据前人所做的相关实验表明，的渗透率随压力煤的增加而降低。当有效应力增加到１０ｋ／，４．ｇｍ时煤的渗透率可降低６ｃ１个数量级。煤样若经多次加压一卸压，以发现，～２可加压会使渗透率降低，而卸压时渗透率只能得到一定程度的恢复，从而造成渗透率的损失（即所谓的渗透性滞后现象）。钻井过程中的压力变化很可能引起煤层发生这种变化。钻井压力变化对储层的伤害通常由两种因素造成：一种是钻井液压力有变化；是钻杆柱压力有变化。下钻时的压力激动，会加剧这二也种伤害。在过平衡钻进时，井内循环液压力大于煤层压力，使作用在井筒附近的纯应力降低，引起煤层渗透率增高，钻井液中各胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附堵塞在煤层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的侵入又有可能发生各类敏感反应，从而生成各类不溶性沉淀物，也增大了钻井液对煤层的侵入速度和侵入压力，而使渗透率降低。在欠平衡钻进从时，内循环液压力小于煤层压力，井使作用在井筒附近的纯应力增高，引起煤层塑性变形，造成渗透率大幅度降低。这种作用大于煤层的应力，以引起煤层渗透率滞后现象，足造成渗透率的永久性降低。钻柱压力变化和下钻时引起的压力激动，也会通过钻井液或直接对煤层造成伤害。因此在上下钻时要尽量减小压力激动；钻井过程中应尽量避免压力突变，采用平衡钻进。２保护煤层气储层的钻井关键技术．２１井方式选择．钻由于煤岩应力敏感性强、微裂缝分布广，环空压力与地层压力之间的压差越大，泥浆侵入储层量越多，侵入深度越深，对储层的损害就越严重。根据前人采用不同流体介质进行的储层损害试验结果表明，采用过平衡压力钻井时，由于环空压力高于地层压力，钻井液静滤失量较大，入储层量较多，侵入深度较深，侵且对储层损害较大；采用平衡压力钻井虽然对储层没有损害，但压力控制很难，压力波动时容易造成短时间内过平衡，也会对储层造成损害；采用欠平衡压力钻井时，由于环空压力低于地层压力，泥浆难以侵入储层，以避免或降低对储层的损可害。因此，煤层气钻井应根据煤层物性与压力特性合理选择钻井方式，在地层条件允许的情况下，应尽可能采用气体钻井、泡沫钻井等欠平衡钻井方式。２２最大允许起下钻速度计算．由于煤岩压力敏感性强，下钻速度过大容易造成储层损害。因起此，了保护煤层气储层，准确计算最大允许起下钻速度，为应而准确计算波动压力是其关键。波动压力受井身结构、钻井液性能、钻具尺寸、起下钻速度等因素的影响，应综合考虑以上因素进行计算。计算最大允许起下钻速度时应先假设一起下钻速度，计算井筒流体返排速度，然后根据雷诺数判断其流态，计算井底与地层薄弱点处的波动压力与并井内动压力，结合井底与地层薄弱点处的地层压力和破裂压力情况判断井内安全情况，不安全，复试算确定最大允许起下钻速度。波动如反压力计算公式如下：

储层损害及治理技术浅析

解堵措施针对性。近三年，共实施各类解堵措施89井次，有效
率78.6%,初期增加日油能力329.4吨，当年累计增油4.3万吨。
厚号 1 2 3 4 5
水平井钻井汾染特殊岩性污染直井钻井柠染揩施作业痔染维护及其它淆染
主要治理#*
酸洗（酸化）酸化
酸化、强排酸化、酸漫酸化、酸漫
注工井數 30 口 25 口 17 口 14 口 3口 89 口
有如
90%
m
70. 6% 71.4% 100% 78. 6%
计日增油 213. 5 吨 62. 8 吨 27. 6 吨 20.7 吨
4. 8吨 329.4
蚩年*计增油 2. 78万吨 7883 吨 3958 吨 2787 吨 560吨 4. 3万吨
表4 2014年-2016年XX油区储层损害洽理措施统计表 2.1强化室内评价，科学筛选配方
（1）钻井过程中的储层损害。一是固相侵入，堵塞储层岩石孔隙及自然裂缝。二是滤液侵入引起储层粘土矿物的水化膨胀和分散运移，减少储层岩石孔隙半径或堵塞喉道，或是造成润湿性反转，降低储层渗透性。影响钻井储层损害的因素:压塞浸泡时间、钻井液的类型和成分、储层的渗透性。
测试井敷
\
\
2013
8
2014
5
技术创新 27
储层报害及诒理技术浅析
◊胜利油田分公司油气井下作业中心冯卫芳
储层损害贯穿于油田开发的各个环节，产生储层损害的原因是多方面的，其中主要原因在于钻井、完井过程中，因压差导致入井液中的滤液和固相颗粒大量侵入地层，引起储层岩石的结构及表面性质等发生改变，从而使井眼附近地带的渗透率大大下降。储层受到损害，造成油气井的产量下降甚至损失整个层系，因此一直以来各油田普遍重视储层损害和保护技术。

煤层气储层煤岩性质及其对煤层气开发的影响研究

Ａｓｒｃ：ＴｅｐｐｒｓｇｔｅＮ．ｓｎｏｎｈｎｈｎｉｅｏｊｃｓｄｄｔｅｈｍｃｌｏｐｓｂｔａｔｈａｅｉｏ３ｅｌｆｉｅｇｉＳａｘａｔｂｅｔｔｉｅｉｍｏｉｕｎｈａＪｃｎｈｓｕｅｈｃａｃ－
ＲｅｅｒｈｏｈｒｃｅｉｔｓｏｃｒｐｒｉｓｏｓａｃｎＣａａｔｒｓｉｆＲｏｋＰｏｅｔｆＣＢＭｓｒｏｒａｄｃｅＲｅｅｖｉｎＴｅｒＩｆｕｎｅｎＣＢＭｖｌｐｎｈｉｎｌｅｃｓｏＤｅｅｏｍｅｔ
摘
，对煤岩化学成分、煤储层裂缝特征、煤岩
密度、阳离子交换容量、煤岩吸水性、煤岩对液体吸着量和煤岩分散性进行研究，系统分析了煤岩性质对煤层井壁稳定和储层损害的影响。分析表明，煤层气储层煤岩煤化程度较低，裂缝发育
第９卷第２期２１４月０２年
中国煤层气
ＣＮＣＩＤＨＩＡ０ＡＢＥＭＥｍＡＥＮ
Ｖ０．１９ＮＯ．２
Ａｒ．０２ｐｉ２１ｌ
吕开河乔伟刚孙晗森周卫东
（．中国石油大学（１华东）石油工程学院，山东２６５；２６５５．中联煤层气有限责任公司，北京１０１）００１
并被粘土等矿物充填，有较强的吸水性，当钻井液滤液进入煤层后，会导致胶结物的溶解和裂缝的扩张，使煤岩强度显著下降；裂缝中粘土矿物的水化膨胀会引起储层渗透率的下降，在钻井施

ú

科技创新与应用ｌ２０１５年第１６期
工业技术
煤岩储层潜在损害因素分析
敬军淇何志君
（１、西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都６１０５００２、中国石化西南油气分公司川西采气厂，四川德阳６１８０００）
摘要：我国的煤层气资源丰富，开发潜力巨大。然而，煤岩储层岩性致密且岩石强度低，敏感性矿物含量高，在钻完井、水力压裂和后期的生产过程均极易产生储层损害。为了保护储层，提高和维持气井产能，文章从黏土矿物、非黏土敏感性矿物、外来流体与储层的相互作用三方面系统地总结了煤岩储层的潜在损害类型。并解释了相应的损害机理，为后期的储层保护工作作出了有
益的指导。关键词：煤层气；储层损害；黏土矿物及其潜在损害除黏土矿物之外，储层中还存在一定量的非黏土敏感性矿物，煤层气（ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ）是一种煤层本身自生自储式的非常规天然气资源，主要成分是甲烷。我国煤层气资源丰富，近年来的勘包括碳酸盐矿物、硅酸盐矿物、硫化物和氧化物矿物等。碳酸盐矿物探开发取得了重要进展，但也存在诸多亟待解决的难题，如何预防主要是指充填次生粒间孔、粒内溶孔及包裹有浊沸石溶蚀残余的含铁方解石、铁方解石和铁白云石。铁方解石、铁白云石等为盐酸敏感和控制煤岩储层损害便是其中之一。与ＨＣ１反应释放出Ｆｅ “ 、Ｆｅ。在富氧流体中，Ｆｅ＋还会转化煤岩储层节理发育，岩石强度低，在钻井过程中极易发生井漏，性矿物，ｅ。当液体ｐＨ值升高到一定程度时，会生成铁絮状沉淀而堵塞同时大规模的水力压裂也有大量流体侵入，这是储层潜在损害的外为Ｆ来物源。同时，煤岩储层黏土矿物等敏感性含量高，在储层温度压力喉道，造成储层损害。条件改变或与储层流体、外来流体相互作用之后，也极易诱发储层些高含钙和镁的矿物对ＨＦ较为敏感，如方解石、白云石等与滞损害㈣。因此，有必要对煤岩储层的潜在损害因素做出梳理和分类，氢氟酸反应后，矿物溶解释放出离子作用生成不溶解的氟化物，如石英、长石等，与氢氟酸作用明确损害类型和机理，为钻井完井、压裂改造和气田开发中的保护留在孔隙中。同时一些硅酸盐矿物，技术工作提供技术支持。后，在一定条件下可形成氟硅酸盐、氟铝酸盐及硅凝胶沉淀物，堵塞喉道，降低渗透率。１煤岩储层分类概述４外来流体与储层相互作用后的潜在损害煤岩的主要成分为有机碳，黏土矿物含量在１０％左右，此外还含有一定量的石英、长石等矿物。煤岩储层的岩性致密，节理发育，４．１无机垢节理缝、微裂缝是主要的渗流通道，煤岩基质中大量发育纳米级孑Ｌ煤岩储层结垢类型主要为无机垢。研究区地层水中富含ｃａ２＋、￣－价离子，煤岩气藏主要结ＣａＳＯ，、ＣａＣＯ，垢，对煤岩气藏开发隙，甲烷在其中主要以扩散方式运移。针对煤岩储层的上述特点，其Ｍｇ潜在储层损害类型可分为三大类：黏土矿物、非黏土矿物和外来流渗透率影响较大。高ｐＨ值工作液进入储层，易于与ｃａ２＋、Ｍ结合形体与储层相互作用三大类型。成沉淀，堵塞孔喉，这类离子的存在致使储层潜伏着强碱敏，压裂作业过程中也会诱发无机垢沉积。２黏土矿物及潜在损害２．１黏土矿物类型及产状４．２相圈闭损害煤岩储层黏土矿物中，非膨胀型黏土矿物高岭石、绿泥石和伊钻井完井、增产改造作业中，工作液滤液侵入使近井地带储层形成水相圈闭，气相渗透率降低。并且，由于煤岩利石含量很高，而膨胀型黏土矿物伊，蒙混层含量较少，甚至不含。含水饱和度增加，高岭石：单体呈六方片状，集合体呈书页状、蠕虫状、手风琴状。比表面积较大、吸附Ｉ生强、微裂隙发育，低孔低渗和毛管压力高等特其晶间孑Ｌ孔径太小，较大的毛管力为外来流体进入储层提供了足够点导致侵入流体难以返排，造成严重的水相圈闭损害口］。４＿３应力敏感与固相侵入损害大的动力，加之岩石的比表面积大，因此外来水相易于在高岭石集合体中形成水相圈闭。所以，高岭石对储层潜在的损害为水相圈闭、由于储层裂缝一定程度发育，欠平衡钻井、测试、生产等过程中碱敏、酸敏和速敏。压力降低及波动易引起扁平状的喉道闭合，发生应力敏感性损害正压差作业时开容易发生渗透性漏失，漏失进入储层的液相可以伊利石：晶体细小，扫描电镜下呈不规则片状、蜂窝状。集合体形态为鳞片状、板条状、羽毛状等。伊利石的这些产状将储层中大孔弱化岩石强度，加剧储层应力敏感性，而侵入的固相则可能堵塞流道分割成ｚＪ，￣Ｌ道，造成储层高含水饱和度，形成水相圈闭；同时，毛通通道，造成渗透率降低。５结束语发状或丝状的伊利石微晶集合体可能会进一步分散，造成微粒运文章从煤岩储层的基本特征出发，考虑外来流体对储层潜在影移，堵塞孔道。因此伊利石对储层的潜在损害是强水相圈闭、速敏、碱敏，其次是盐敏／水敏、酸敏等。响，系统总结分析了煤岩储层潜在的储层损害类型：黏土矿物、非黏绿泥石：多为自生成因，在扫描电镜下单体形态为针叶状、玫瑰土矿物和外来流体与储层相互作用。并解释了相应的储层损害机为后期煤岩储层保护工作奠定了基础。花朵状、绒球状；集合体呈薄片状、鳞片状可形成孔隙衬边。绿泥石理，参考文献主要为层状构造，损害方式包括盐酸酸敏和速敏。伊／蒙间层：扫描电镜下粒表呈丝状、蜂窝状。形态与伊利石相ｆ１】张绍槐，罗平亚．保护油气层技术【Ｍ】．北京：石油工业出版社，１９９３：１２ —７４．似，膨胀性微弱，损害方式主要有水敏、碱敏和速敏。２．２黏土矿物物理化学性质『ｚ１卢拥军．压裂液对储层的损害及保护技术ｆＪ１．钻井液与完井液，与储层损害相关的常见黏土矿物理化特性参数主要包括以下１９９５．１２（５）：３６ — ４３．３１张国华，梁冰，侯风才，等．渗透剂溶液水锁效应对瓦斯解吸影响三个方面。（１）阳离子交换性质：通常黏土矿物离子交换能力依次降ｆ低的顺序是蒙脱石一伊利石一绿泥石一高岭石。由于本研究区是以高实验研究『Ｊ１．科学导报，２０１１，２９（２２）：４５ — ５０．４１杨胜来，杨思松，高旺来．应力敏感性及液锁对煤层气储层伤害程岭石含量为主，高岭石的离子交换能力很低，研究区离子交换能力『Ｊ１＿天然气工业，２００６，２６（３）：９０ — ９２．很低。（２）膨胀性：大部分黏土矿物都具有膨胀性，常见的黏土矿物度实验研究ｆ中，膨胀性由高到低的次序是：蒙脱石一间层矿物一绿泥石一伊利石一ｆ５１张亚蒲，何应付，杨正明，等．煤层气藏应力敏感性实验研究［Ｊ］．天高岭石，这是由矿物的结构所决定的。由于本研究区是以高岭石为然气地球科学，２０１０，２１（３）：５１８ — ２１．作者简介：敬军淇（１９８８一），男，汉族，四川成都人，石油工程专主，高岭石的膨胀性较低，研究区总的膨胀性也不会高。（３）比表面：比鬏面指单位体积的煤样内所有颗粒的总表面积，颗粒愈细，比表业本科生，主要从事煤层气相关工艺与技术研究。面愈大，愈容易与外来流体发生反

煤层气论文

煤粉的产生及防治一、煤粉的产生机理煤粉颗粒粒径变化范围较大,从1～2mm到约20目不等,大部分甚至更细,在水中呈悬浮态，煤层产出的呈灰色或深灰色,煤粉颗粒几乎不可见,长时间静置后可见深灰色糊状沉淀。

煤层中产出的煤粉主要包括煤层缝隙中本来的煤粉颗粒和煤体骨架破坏产生的煤粉两种。

其中煤层缝隙中本来存在的煤粉胶结性弱，当储层缝隙中有一定的流体流动时，在流体的拖曳力作用下较容易从煤储层中随流体流入井筒；煤体骨架破坏产生的煤粉主要是由于煤储层煤体骨架发生剪切破坏和拉伸破坏而产生。

煤层基质内部裂缝发育，本来就存在大量的煤粉。

煤岩本身较脆、质软，在上覆岩层压力及地质运动条件下极易产生裂缝，产生裂缝的同时必然伴随着细小颗粒煤粉的产生，此种煤粉不可避免，只能通过相应的排采冲洗工艺降低其影响。

此外煤粉产生与煤岩成分组成密切相关，由于成煤环境及构造演化的差异，煤岩组成、性质千差万别，例如沁水盆地南部3号煤层底部广泛发育一套软煤层,其物质组成、结构特征与上部的原生结构煤差异明显，其中黏土矿物是其重要组成部分，同时也是煤粉的重要来源，对煤储层渗透性影响极大，沁水盆地南部樊庄区块煤岩组分测试结果显示,煤粉中黏土矿物含量较煤芯中高约30%，软煤中黏土矿物含量明显偏高。

黏土矿物主要有高岭石、伊利石、绿泥石和伊/蒙混层矿物，其中以高岭石和伊利石为主。

高岭石和伊利石通过运移堵塞渗流通道，极大降低煤储层渗透性，由于高岭石集合体对骨架颗粒附着力很差，同时各高岭石晶体之间结合力也很弱，在高速流体的剪切应力作用下，不仅使高岭石集合体从骨架颗粒上脱落，使集合体被打成碎片，而且使这些碎片在孔隙内随流体移动易堵塞喉道，而伊利石主要以片状、发丝状、卷曲片状分布于粒间孔隙内或颗粒表面，使孔隙在原来的基础上变成大量的微孔隙，并使流体在孔隙中的通道变得曲折，渗透性大大降低。

同时，软煤结构易破碎，形成的煤粉远远多于原生结构煤。

这就解释了软煤层原生煤粉远远超过原生结构煤层的原因。

地层断裂对煤层气赋存特征的影响研究

地层断裂对煤层气赋存特征的影响研究地层断裂是指在地质演化过程中，岩石受到内外力的作用而发生断裂现象。

在地层中存在的断裂对煤层气的赋存特征产生着重大的影响。

本文将探讨地层断裂对煤层气赋存特征的影响，并分析其原因和可能的应对措施。

一、地层断裂对煤层气赋存压力的影响地层断裂会导致地层内部的应力场分布不均匀，进而影响煤层气的赋存压力。

断裂带中的岩石裂隙和裂缝会形成气体的运移通道，使得煤层气在断裂带中的赋存与流动方式产生变化。

断裂带一侧的赋存压力明显高于另一侧，从而形成了不均匀的气体赋存特征。

这种不均匀性会导致煤层气的开采难度增加，增加井眼的阻力，降低开采效率。

二、地层断裂对煤层气储量的影响由于断裂带中岩石的破碎和运移，煤层气的储量可能受到影响。

断裂带可能会导致煤层岩石的破碎和变形，从而使煤层气的储层容量减小。

同时，断裂带中的气体运移通道也可能导致煤层气的漏失，使得煤层气储量的评估和开采难度增加。

三、地层断裂对煤层气运移的影响地层断裂是煤层气运移的重要通道，断裂带中存在的裂隙和裂缝对煤层气的运移具有显著影响。

断裂带的存在能够提高煤层气的运移速度和程度，从而增加煤层气开采的效率。

但是断裂带中的运移通道往往是不规则的，气体在其中的运移会受到一定的限制，形成规模不等的裂隙和裂缝，影响气体流动的连续性。

四、地层断裂的应对措施针对地层断裂对煤层气赋存特征的影响，需要采取一系列的应对措施。

首先，需要通过地质勘探和测量手段，准确评估断裂带的位置、规模和构造特征，为后续的煤层气开采提供基础信息。

其次，可以采用改造断裂技术，通过填塞断裂带中的裂隙和裂缝，减小断裂对煤层气的影响。

还可以通过改良开采工艺，减少气体漏失和开采困难，提高煤层气的开采效率。

综上所述，地层断裂对煤层气赋存特征具有重要的影响。

它影响煤层气的赋存压力、储量和运移特征，对煤层气的开采造成一定的困难。

针对这一问题，需要深入研究地层断裂的性质和分布，采取相应的应对措施，以提高煤层气的开采效率和储量利用率。

煤层气储集层裂缝特征分析与预测方法研究

煤层气储集层裂缝特征分析与预测方法研究随着全球能源消费的不断增长，煤层气作为一种清洁能源备受关注。

煤层气储集层裂缝是煤层气产能的重要储集空间之一，对其特征进行分析与预测具有重要意义。

本文将对煤层气储集层裂缝的特征进行深入研究，并探讨相关的预测方法。

1. 煤层气储集层裂缝的形成机制煤层气储集层裂缝是在地质作用过程中形成的，主要包括构造变形、断裂作用和岩石应力变化等因素。

煤层气中的天然气因为地质因素形成的开采压力，促进了煤岩体的变形和破裂，从而形成了煤层气储集层裂缝。

2. 煤层气储集层裂缝特征分析煤层气储集层裂缝的特征可以分为几个方面：裂缝的形态特征、裂缝的空间分布、裂缝的孔隙特征等。

通过对这些特征的分析，可以更好地了解煤层气储集层裂缝的性质和分布规律。

3. 煤层气储集层裂缝预测方法研究为了更好地预测煤层气储集层裂缝的位置和属性，研究人员提出了多种方法。

其中，地震技术可以用来探测煤层气储集层裂缝的分布情况；地质模型可以通过对地下结构的建模，预测煤层气储集层裂缝的形成机制；数值模拟可以通过计算地质应力场和裂隙扩展规律，预测煤层气储集层裂缝的演化过程。

4. 煤层气储集层裂缝特征对煤层气勘探开发的影响煤层气储集层裂缝的特征对煤层气的勘探开发具有重要影响。

首先，了解裂缝的性质和分布可以指导煤层气的开采方式和生产参数的选择；其次，裂缝的存在会影响煤层气的运移和储集，进而影响煤层气的产能和采收率。

5. 煤层气储集层裂缝特征分析与预测的应用前景随着煤层气产业的不断发展壮大，煤层气储集层裂缝特征分析与预测方法的研究将越来越受到重视。

通过深入研究煤层气储集层裂缝的特征和预测方法，可以更好地指导煤层气的勘探开发，提高煤层气的开采效率和经济效益。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，煤层气储集层裂缝特征分析与预测方法的研究具有重要意义，可以为煤层气产业的可持续发展提供科学支撑。

希望本文的研究能够为相关领域的研究者提供借鉴和启发，推动煤层气产业的发展和进步。

煤层气储层水锁损害机理及防水锁剂的研究

煤层气储层水锁损害机理及防水锁剂的研究胡友林;乌效鸣【摘要】水锁效应是造成煤层气储层损害的主要因素之一,研究其水锁损害机理和防水锁技术有利于保护煤层气储层,从而提高煤层气采收率.以山西沁水盆地3号煤样为研究对象,实验研究了外来流体侵入对煤层气解吸时间和渗透率的影响.结果表明,外来流体侵入延长煤层气解吸时间和降低渗透率,随着含水率上升,煤层气解吸时间延长和渗透率降低.在此基础上进行了防水锁剂的研究,优选出了防水锁剂FSSJ,并对其性能进行了评价.结果表明,FSSJ起泡性弱、降低表面张力、增大接触角、降低煤芯自吸水量、减少煤层气储层水锁损害,具有较好的防水锁效果.煤层气储层水锁损害应具备自然条件、物质条件以及压力条件.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)006【总页数】5页(P1107-1111)【关键词】煤层气储层;水锁损害;防水锁剂;外来流体;解吸时间;渗透率【作者】胡友林;乌效鸣【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074;长江大学石油工程学院,湖北荆州434023;中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】P618.11煤层气(俗称瓦斯)是以吸附状态储存于煤层内的一种非常规天然气[1-2]。

煤岩特殊的基质孔隙和割理组成的孔隙结构特征以及微裂缝分布广的特点使得煤层气储层极易因外来流体侵入而发生水锁损害,严重影响煤层气的解吸、扩散、渗流及后期开采[3-6],因此开展煤层气储层水锁损害机理和防水锁研究具有非常重要意义。

与常规石油天然气储层相比,煤岩特殊的孔隙裂缝结构及煤层气的储存机制、产出方式的特性决定了煤层气储层水锁损害机理具有其特殊性,因此常规油气储层的水锁损害机理应用于煤层气储层存在一定局限性。

针对煤层气储层水锁损害机理及防水锁问题,目前国内主要是单方面研究水锁损害对储层渗透率的影响,或者是单方面研究水锁损害对煤层气解吸的影响,并未将二者综合起来研究煤层气储层水锁损害机理和防水锁技术,煤层气储层水锁损害机理及防水锁研究相对不够完善[7-15]。