Zhao Qingbo, Sun Fenjin, Li Wuzhong, Li Guizhong, Sun Bin, Wang Bo, Sun Qinping, Chen Gang, Kong Xiangwen
(중국 석유 탐사 및 개발 연구의 Langfang 지점 Institute, Langfang 065007)
요약: 석탄층 메탄 축적 모델은 자가 생성 및 자체 저장 흡착 유형, 자체 생성 및 자체 저장이 없는 유형, 내생 및 외부 저장 유형으로 나눌 수 있습니다. 석탄층 메탄 축적 기간은 초기 축적, 후기 구조 변형 축적, 채굴 중 2차 축적으로 나눌 수 있습니다. 특히 채굴 중 2차 축적 조건이 지적됩니다. 퇴적층은 두꺼운 석탄층의 내부 미세 순환을 분석하는 데 사용되었으며, 고품질 석탄층의 가스가 풍부한 부분은 세분화되어 석탄을 형성하는 모물질의 유형과 그 제어 효과를 탐색하는 데 사용되었습니다. 석탄층 메탄의 높은 생산량과 농축에 대해 구조적 응력장과 유체 역학적 힘이 정교해졌습니다. 석탄층 메탄 축적에 대한 작용 메커니즘. 석탄층 메탄 채굴의 특징은 다음과 같습니다. 석탄층 메탄 유정 채굴에서는 방해, 평탄함, 과소포화의 세 가지 채굴 단계가 지적되며, 불포화 단계는 여러 사다리 모양의 감소 단계로 나눌 수 있습니다. 구조적 위치에 따라 결정됩니다. 계층 내 이질성 차이는 자급자족형, 수출형 및 수입형의 세 가지 유형의 채굴 특성을 형성합니다. 지질조건을 바탕으로 2차원 지진 AVO, 방향성 플룸 수평정, 초단거리 유압제트, U자형 유정, V자형 유정 시추기술의 적용성 및 국내 적용 효과를 분석하였다.
키워드: 석탄층 메탄 축적 모델, 석탄 형성 모재, 고수율 및 농축 채굴 특성
저자 소개: Zhao Qingbo, 1950년생 교수- 중국국립석유공사 수석기술자, 중국지질대학(우한) 시간제 교수, 중국석유학회 석탄층 메탄 그룹 부대표, 주로 석탄층 메탄 탐사 및 개발에 종사 17편의 논문을 집필하고 50편 이상의 학술 논문을 출판했습니다. 주소: 허베이성 랑팡시 완좡시 박스 44 석탄층 메탄 연구소. 전화: (010) 69213108.
이메일: zhqib@ petrochi-na. cn
석탄층 메탄 축적 조건, 생산 특성 및 적용 기술 분석
ZHAO Qingbo SUN Fenjin LI Wuzhong LI Guizhong SUN Bin WANG Bo SUN Qinping CHEN Gang KONG Xiangwen
(Research Institute of Petroleum Exploration and Development, PetroChina, Langfang Branch, Langfang 065007 China)
요약: 석탄층 메탄 축적 모델은 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. : 흡착된 가스가 있는 자생 저장소, 자유 가스가 있는 자생 저장소 및 외부 저장소가 있는 자생 근원암 세 가지 축적 단계가 초기 단계 축적, 지체 재작업을 통한 후기 단계 축적, 개발 중 2차 축적 조건으로 표시됩니다. 퇴적상을 이용하여 두꺼운 석탄의 미세주기를 분석하고, 가스 함량이 높은 석탄층 간격을 분류하고, 더 나아가 석탄층 메탄 생성 및 농축에 대한 제어를 탐구합니다. 석탄층 메탄 축적에 대한 지각장 및 유체역학적 힘의 메커니즘은 석탄층 메탄 유정의 생산 특성을 다음과 같이 설명합니다. 막힘, 비막힘 및 불포화 생산 단계가 표시되고 불포화 단계는 여러 고갈 단계로 구분되는 것으로 간주됩니다. ;
구조 국지화 및 내층 이질성으로 인해 자립형, 수출형 및 수입형의 세 가지 생산 특성이 발생하며, 지질 환경에 따라 2차원 지진 AVO(진폭 대 오프셋), 깃 모양 수평 다변 우물의 적용 가능성 및 효과, 초단거리 유압분사, U 및 V형 유정 시추 기술 분석
키워드: 석탄층 메탄 축적 모델, 생산 및 농축 기술; >1 석탄층 메탄 축적 조건 분석
1.1 석탄층 메탄 축적 모드 및 축적 기간
1.1.1 석탄층 메탄 축적 모드는 세 가지 범주로 구분됩니다.
자체 - 생성 및 자체 저장 흡착형: 대부분의 석탄층 메탄은 흡착된 상태로 탄층에 존재하며, 상대적으로 안정된 구조를 가진 경사지대에 농축됩니다. 예를 들어, Qinshui 분지 남부 Panzhuang 수평 우물에 있는 단일 우물의 일일 평균 가스 생산량은 30,000m3입니다. Well Zhengshi 60의 3# 석탄은 매장 깊이가 1,337m이고 일일 가스 생산량은 2,000m3입니다.
자체 생성 및 자체 저장이 없는 유형: 탄층 흡착 가스와 자유 가스는 다소 상대적이며, 대부분 동일한 소스에서 발생하고 상호 작용합니다. 석탄층 메탄의 일부는 석탄층에 존재합니다. 자유 상태 및 일부 국지적 구조적 고점 본체를 차지하는 초기 석탄층은 깊게 묻혀 있고 가스 생산량이 높으며 후기 단계에서는 융기된 석탄층이 더 얕아지고 2차 클리트가 발달하여 좋은 투과성을 갖습니다. 두 날개는 또한 탄화수소의 공급 방향이기도 하며, 침투된 고수익 농축 지역에서는 높은 지점을 형성합니다. 중가르 분지 카이난 지역의 Well Cai 504에서는 구조적으로 발달된 단층의 높은 지점에 있는 석탄층이 클리트 균열을 갖고 있으며, 유리 가스와 흡착 가스가 동일한 소스에 저장되어 있습니다. 솔기의 깊이는 2575m이고 일일 가스 생산량은 6500m3입니다.
내인성 및 외부 저장형: 석탄층이 근원암 역할을 하며 생성된 가스는 상부 또는 주변 암석으로 이동하여 유리한 트랩 조건에서 사암 및 석회암에 자유 가스 저장소를 형성하여 가스 및 자유 가스는 동종 기원, 결합, 전환 및 중첩을 가지며 평면에 중첩되어 넓은 면적 분포를 형성할 수 있습니다. Ordos 분지 동쪽 가장자리 Hancheng 지역의 Well WL2015에 있는 Shanxi 층 석탄층의 지붕 사암은 두께가 14.1m이며, 파쇄 후 수원 압력은 2.32MPa이고 일일 가스 생산량은 2400m3입니다.
그림 1 석탄층 메탄 축적 모델
1.1.2 석탄층 메탄 축적 기간은 세 가지 범주로 구분됩니다.
초기 축적: 퇴적물의 발달과 함께 탄층 깊이가 증가함에 따라 많은 양의 가스가 계속 발생합니다. 충분한 가스 발생 환경, 양호한 이동 및 축적 위치 에너지, 충분한 흡착, 유리한 밀봉, 높은 포화도 및 높은 투과성 축적 조건이 조기 축적의 기반을 마련했습니다. 이러한 유형의 가스 저장소는 상대적으로 무거운 δ13C1(표 1)을 가지며, 이는 1차 가스 저장소의 특성을 보여줍니다.
구조개편 후기 단계의 저장소 형성: 지각 단층 활동으로 인해 시스템의 동적 균형이 깨지면, 즉 석탄층 메탄 저장소가 물에 의해 열리고 탄층 클리트가 열리게 됩니다. 방해석 정맥으로 채워지면 에너지가 재조정되고 탄화수소가 재생되며, 고대 석탄층 메탄 저장소가 파괴되고 새로운 고수율 및 농축 블록이 형성되기 시작했습니다(그림 2).
지체 융기 후에는 국부적으로 균열이 생긴 배사 구조가 나타나며 융기는 석탄층의 압력을 감소시키고 지각 운동에 의해 생성된 균열이 하부의 가스와 소통하여 이를 가능하게 합니다. 지역적 구조적 고점을 향해 이동하고 수집합니다. 유역이 가라앉고 퇴적을 수용하면 압력이 점차 증가하고 가스가 다시 생성되며 배사 날개의 가스가 재흡착되어 축적됩니다. 이러한 가스 저장소의 대부분은 2차 유형이며 δ13C1은 상대적으로 가볍습니다(표 1).
표 1 다양한 가스 저장소 유형의 CH4 함량 및 δ13C1 분포표
그림 2 석탄층 메탄 수송 및 축적 과정
채굴 중 2차 축적: 석탄 솔기 가스의 원래 상태는 흡착입니다. 채굴 중에 압력이 임계점까지 떨어지면 원래의 평형 상태가 깨지고 가스와 물이 재분배되어 가스가 탈착되어 층이나 위치로 전달됩니다. 석탄층 메탄 채굴에서 2차 축적이 발생하는 현상은 기존의 석유 및 가스에는 없는 현상입니다. 탄광 지역의 이러한 가스 저장소는 인접한 고프 지역으로 인해 CH4 함량이 낮습니다.
(1) 석탄층 메탄의 2차 축적에서의 채널링 위치
채널링 위치는 석탄층 메탄 채굴 시 가스가 높은 곳이나 투과성이 높은 지역으로 이동하는 것을 말하며, 물은 낮은 곳으로 이동하여 미분탄, 가스, 물의 3상 흐름을 형성하며, 몇 년의 발전 후에 잔류 상태에 들어가고 작은 기공과 깊은 가스가 대량으로 생성됩니다. 석탄층 메탄 채굴 과정에서 동일한 지역에서 일부 유정은 생산성이 높고 일부는 생산성이 낮습니다. 이는 탈착된 가스가 구조물 상단으로 차등적으로 흐르거나 높은 투과성과 관련이 있습니다. 수로 또는 "자유 축적" 및 석탄층 메탄이 발생하여 공기가 많아지고 물이 줄어들며, 심지어 나중에는 자체 분출이 발생하여 싱크라인에 물과 공기가 줄어듭니다. 푸치 안선(Puchi anticline)의 석탄층 메탄 개발 사례(그림 3, 표 2).
이 지역은 초기에는 전체 배수 및 감압이 이루어지는 단상 흐름, 중기에는 가스, 물, 미분탄의 3상 흐름, 후반에는 낮은 부분의 압력 감소가 이루어집니다. 4년 후에도 기본적으로 유지되는 높은 부분의 자체 주입 고수율 가스정의 단상 흐름입니다. 해당 블록 내 수직 우물 477개와 수평 우물 57개가 4년 이상 채굴됐다. 현재 가스를 생산하지만 물을 생산하지 않는 수직 우물과 수평 우물의 수는 각각 29개와 11개이며, 물과 가스 생산량은 각각 12와 19.
(2) 석탄층 메탄의 2차 축적 시 채널링층
채널링층은 단층 균열이나 석탄층 상부 붕괴 시 가스가 탈착되는 현상을 말한다. 석탄층 메탄 채굴 중 석탄층 덩어리 지역 또는 석탄층 덩어리 지역이 붕괴됨. 이후 개발에서 형성된 수로가 다른 층으로 모여들게 됩니다. 5가지 주요 상황이 있습니다. ① 원래 단층은 초기 단계에서 닫혀 있으며, 압력이 임계점까지 떨어지면 열립니다. ② 수평 우물이 지붕과 바닥을 관통하고 단층이 파손됩니다. ④ 채광 응력이 해제되면 공기가 지붕과 바닥판을 통해 흡입되어 사암과 석회암으로 들어가 자유 가스가 형성됩니다. ⑤ 석탄층이 채굴된 후 지붕 붕괴 응력이 해제되고 균열대가 나타납니다. 하단에.
전형적인 사례 분석:
① 푸신 탄광 지역의 광산 스트레스 해소로 인해 2차 축적이 발생합니다.
광산 및 고프 지역: 7개의 시추정 푸신 씨, 빈 지역이 붕괴된 후, 탄층 상부 사암 균열대에 있는 단일 우물의 일일 가스 생산량은 15,000~21,500m3이고 CH4 함량은 50보다 컸습니다. 생산 1년 후, 단일 유정의 누적 가스 생산량은 최대 260만m3에 도달합니다. Yangquan의 연간 가스 생산량은 7억 1600만m3이며, 그 중 90개는 광산 지역에서 추출됩니다. Tiefa 70 (그림 4).
그림 3 푸치 안틱라인 석탄층 메탄 개발 특성 지도
표 2 푸치 안틱라인 개발 유정 생산 조건
참고: 일일 가스 생산량 및 열 일일 물 생산량 분자는 4년 전 생산량, 분모는 현재 생산량입니다.
그림 4 광산 및 고프 지역의 석탄층 메탄 생산 개략도
2수직 유정 파쇄 및 채널링 층
푸난 유정 38의 파쇄는 매우 낮은 수준을 나타냅니다. 파괴압력은 9.6MPa로 인접한 우물보다 10MPa 이상 낮습니다. 초기 일일 물 생산량은 62m3였으며, 4년 후 현재 누적 가스 생산량은 38,000m3에 불과합니다.
3 수평 유정 채널층
유정 FZP031의 탄층 영상은 4084m, 시추 발생률은 81, 주 및 분기 시추에서 4개의 단층이 발생했으며, 하부 수층 분명히 시추되었으며 개발 미흡 효과(그림 5): 최고 간헐적 일일 가스 생산량은 1366m3, 누적 가스 생산량은 290,000m3, 누적 물 생산량은 43,000m3, 현재 일일 가스 생산량은 392m3이며, 일일 가스 생산량은 392m3입니다. 물 생산량은 28m3이며 원래 수층의 구조적 최고점은 탈착 가스로 채워져 있습니다. 이 우물보다 75m 더 얕은 우물 FZP03-3은 일일 가스 생산량이 3783m3, 일일 물 생산량이 5m3입니다.
탄층메탄 탐사 및 개발에서는 탄층 내 흡착가스를 탐색하기 위해 1차 개발정 네트워크를 구성해야 하며, 2차 개발정 네트워크에서는 채굴 시 압력 강하로 인해 탄화수소는 흡착 상태에서 자유 상태로 바뀌어 가스와 물이 다시 유입됩니다. 분포, 원래 평형 상태 깨기, 가스 채널링 층 또는 채널링 위치 탈착하여 자유 가스 저장소 탐사 및 개발 아이디어의 2차 축적을 형성합니다. .
1.2 석탄층 메탄의 유리한 석탄 형성 환경 및 고수율 농축주기 구간
과거에는 석유 및 가스 내 모래체의 변화 특성을 분석하기 위해 퇴적상을 사용했습니다. 탐사를 통해 다수의 탄층 점토 광물, 식물 식별, 유정 벌목 특성, 특히 전체 석탄층 코어링 관찰, 석탄 품질 및 가스 함유 분석을 통해 퇴적 환경이 생성, 저장에 미치는 영향을 나타냅니다. , 석탄층 메탄의 보존 및 투과성은 저장소의 물질 조성을 제어함으로써 달성되며, 층 내 이질성과 석탄 품질의 미세 순환성은 퇴적 환경에 의해 제어되고, 석탄층 내 가스 함량 및 투과성의 이질적인 변화를 제어합니다. 층.
비행기: 허젠만(Hejianwan) 석탄층이 두껍고 석탄 품질이 좋으며 가스 함량이 높으며 단일 유정 생산량이 높습니다. 강변 고원과 호수 석호는 반대입니다. 표 3).
그림 5 FZP03 1, FZP03 3 수평 유정 궤적 개략도
표 3 Edong 가스전의 다양한 석탄 암석층 C-P 구역의 석탄 품질 및 생산 데이터 테이블
수직: 퇴적 환경의 영향을 받아 두꺼운 석탄층은 종종 맥석, 흑탄, 밝은 석탄의 여러 퇴적 순환을 수직으로 형성합니다. 밝은 석탄은 높은 비트리나이트 함량, 높은 투과성 및 높은 가스 함량을 가지고 있습니다. 석탄 암석 성분은 석탄을 형성하는 모재의 유형에 따라 결정됩니다. 겔화에 의해 형성된 밝은 석탄은 회분 함량이 낮고 클릿이 잘 발달되어 있으며 가스 함량이 높고 수분 용해도가 높습니다. 동반 또는 초본 석탄 형성 환경은 암흑탄과 반대입니다.
Well Wuchai 1의 9# 석탄은 4개의 층간 마이크로사이클로 나눌 수 있습니다(그림 6). 회분 함량: 흑탄 14-15, 밝은 석탄 3.7-5.1, 비트리나이트 함량: 암흑 석탄 23-49, 밝은 석탄 66-79.
1.3 석탄층 메탄 축적에 대한 지각 응력장의 제어 효과
고압층의 높은 가치 영역은 단층, 활성 유체 역학, 석탄층의 심각한 광물화 및 낮은 가스 함량이 낮음 이 지역은 탄층 클리트가 개발되어 있으며 밀폐된 수역에 있는 석탄층 메탄의 보존 상태가 양호하고 가스 함량이 높습니다. 국지적 구조적 고점은 상대적으로 응력장이 낮은 지역인 경우가 많으며 탄층 투과성이 높고 단일 유정 생산량이 높으며 탄층 메탄 보존 조건이 양호하고 탄층은 물로 세척되지 않았으며 가스 함량이 높습니다.
1.4 석탄층 메탄의 기공 구조에 대한 열적 진화 제어 효과
고탄위 등급은 0.01μm 미만의 미세 기공과 0.01~1μm의 중간 기공이 지배적입니다. , 일반적으로 80호 이상에서는 메조 기공과 미세 기공이 석탄층 메탄의 주요 흡착 공간으로 2차 클리트와 균열에 의해 이동됩니다.
그림 6 Wuchi 1 Well 석탄 #9의 퇴적 순환 다이어그램
낮은 석탄 등급은 gt; 1μm 거대 기공과 중간 기공이 지배하며, 낮은 수준의 진화와 미개발 균열이 있습니다. 거대 기공은 흡착된 가스와 유리 가스의 주요 저장 공간이자 확산, 누출 및 생산 채널입니다.
중간 석탄 등급은 석탄층 메탄의 확산 및 침투 채널인 중형 및 대형 기공이 지배합니다.
핵자기공명: 석탄층 메탄 저장소의 T2 이완 시간 스펙트럼은 특징적인 이봉 구조를 가지고 있으며, 기존 저투과성 저장소의 T2 이완 시간 스펙트럼과 비교하면 석탄층 메탄 저장소에는 뚜렷한 차이가 있습니다. 이는 석탄층 메탄 저장소의 경우 결합수와 이동성 유체가 효과적으로 소통할 수 없음을 보여줍니다. 그러나 석탄 등급이 다른 석탄 저장소의 T2 스펙트럼 구조는 다르며 이는 기공 구조가 다르기 때문입니다(그림 7 및 8). 낮은 석탄 등급은 거대 기공이 지배하고, 높은 석탄 등급은 미세 기공과 작은 기공이 지배합니다. 높은 석탄 순위는 미세 기공과 작은 기공에 의해 지배됩니다. 순위 곡선의 피크 석탄층의 왼쪽 피크는 높고 오른쪽 피크는 낮으며 피크 중간에 0 값이 있습니다. 왼쪽 피크는 비유동성 공극이고 오른쪽 피크는 유동성 2차 클리트 파쇄 저장소입니다. 높은 석탄 등급의 오른쪽 피크의 유동성 피크가 높을수록(클리트의 발달)이 높습니다. 가스정 생산(그림 9).
1.5 석탄층 메탄 저장소에 대한 유체역학적 장의 제어 효과
그림 7 석탄 등급이 높은 곳과 낮은 곳의 기공 구조 특성
국지적 구조적 높은 지점이 수역을 유지함 생산량이 적음 물의 가스 생산량이 높고 싱크라인 압력을 받는 영역의 물 생산량이 높습니다.
지하수는 일반적으로 경사지와 계곡에서 활동하며, 이는 물이 낮은 지역으로 흐르고 공기가 높은 지역으로 이동하는 메커니즘과 일치합니다. Fanzhuang 블록의 정체 및 약한 유출 지역은 대부분 gt; 2500m3/d 고수율 우물입니다. 동부 지하수 재충전 지역은 lt의 가스 함량, 55의 가스 포화도 및 느린 가스 생산을 가지고 있습니다. 단일 유정 생산량은 200-500m3/d입니다(그림 10).
그림 8 석탄 등급에 따른 기공 분포 특성
그림 9 석탄 등급에 따른 석탄 저장소의 T2 이완 시간 스펙트럼
2 석탄층 메탄 채굴 특성
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중국 중저투수성 탄층의 경우 석탄층 메탄정은 일반적으로 300m×300m 우물간격을 갖고 있으며, 단일정의 안정적인 생산기간은 4~6년이며, 수평정은 4~6년이다. 채굴 과정은 상승기, 안정기, 하락기로 나누어지며, 감소기는 여러 단계의 감소기로 나눌 수 있습니다.
2.1 구조적 위치와 층 내 이질성의 차이는 세 가지 유형의 채굴 특성을 형성합니다.
자급자족 유형: 구조가 완만하고 균질성이 강한 지역에 흔히 위치합니다. 가스 생산은 우물의 감압 반경 내에서 우물에서 탈착되는 가스입니다. 배수 및 생산정은 일반적으로 층 내 균질성이 강한 완만한 구조적 위치에 위치합니다. 일일 가스 생산량은 증가 - 안정적인 생산 - 감소라는 세 단계로 구성됩니다. 이들 유정의 대부분은 생산량이 낮습니다(그림 11).
그림 10 Fanzhuang 블록 내 지하수, 가스 함량 및 석탄층 메탄 고수율 지역 간의 관계
그림 11 석탄층 메탄 단일 우물 채굴 특성 맵
수출 유형 : 구조동과 이질성이 강한 지역에 위치함. 가스 생산의 일부는 우물의 압력 감소 및 탈착 반경을 통해 우물에서 생산되는 반면, 대부분의 가스는 고투과성 채널을 통해 또는 업딥 확산을 따라 다른 우물에서 생산됩니다. 배수 및 생산정은 일반적으로 이질성이 강한 날개 구조에 위치합니다. 일일 가스 생산량은 낮거나 생산이 없습니다 - 증가 - 천천히 감소합니다. 이러한 유정은 대부분 생산량이 낮고 생산량이 급격히 감소합니다.
푸치 안틱라인의 우물 P111, PN11, PN25, HP110, HP2113은 안틱라인의 날개 부분에 위치하는데, 이는 구조상 상대적으로 낮은 부분이지만 기본적으로 가스 생산은 없다. 분석에 따르면, 감압으로 인해 탈착된 가스는 산출되지 않고 높은 구조 부품으로 이동하여 수출형 채굴의 특징을 가지고 있습니다.
입력 유형: 대부분 구조적으로 높은 지점에 위치합니다. 초기 단계에서는 이 유정의 감압 및 탈착 가스가 감압 깔대기와 함께 이 유정에서 생성되었습니다. 후기 단계에서는 구조물의 다운딥 부분에서 탈착된 가스가 이 유정으로 이동하여 생성되었습니다. 배수 및 생산정은 구조적으로 높은 지점에 위치합니다. 이러한 우물은 일반적으로 생산량이 많고 안정적인 생산 기간이 깁니다. 일일 가스 생산량 증가 - 안정적인 생산 - 증가 - 감소.
푸치 안틱라인의 구조적 고점에 위치한 유정 PN14, P13, PN27, P15는 가스 생산량이 많고 물 생산량이 적습니다. 이는 낮은 위치에서 가스의 확산 유입과 관련이 있으며 전형적인 특징을 가지고 있습니다. 입력형 마이닝 특성.
2.2 서로 다른 압력 감소율로 인해 세 가지 유형의 채굴 효과가 발생합니다.
2.2.1 부드러운 유형의 탈착
펌핑 액체 수위가 합리적으로 제어되고 압력이 감소율은 탈착율에 가까우며, 매트릭스 수축으로 인한 긍정적인 효과보다 유효 응력으로 인한 부정적인 효과가 작아서 환원 불가능한 물과 가스가 생성되면서 투과성이 증가하고 기포는 환원 불가능한 부분을 가져옵니다. 물이며 출력이 이상적입니다(그림 12Ⅰ). 잘 지내요 구
그림 12 다양한 조치가 석탄층 메탄 유정에 미치는 가스 생산 영향의 특성 곡선
2.2.2 초임계 탈착
탈착 속도가 압력 감소보다 낮습니다. 압력 감소 액체 수준 감소 속도가 너무 빠르면 석탄층의 균열과 클리트가 응력 폐쇄를 생성하고 일일 가스 생산량이 급격히 증가하고 급격히 떨어지며 투과성이 떨어지고 가스가 안정화됩니다. 생산효과는 좋지 않을 것이다(그림 12Ⅱ). Well Gu Y2를 예로 들면, 30일 이상의 탈수 및 감압 후에 이 유정의 액체 수위는 너무 빠른 배수 속도로 인해 2010년 7월에 초기 가스 생산 효과가 좋지 않았습니다. 2차 파쇄 및 배수 시스템을 조정한 후 일일 가스 생산량은 최대 4000m3/d에 도달했고 이후 가스 생산 최고 기간 동안 1600m3/d 이상으로 안정화되었습니다. Well PzP03의 일일 액체 수준은 다음과 같습니다. 63~87m로, 초기에는 전국에서 단일 우물 생산량이 가장 많았으나(105,000), 현재는 이 지역에서 단일 우물 생산량이 가장 낮은 우물입니다.
2.2.3 탈착 지연
액체 낙하 속도가 너무 느리고 탈착 속도가 압력 감소 속도보다 크며 유효 응력으로 인한 부정적인 효과가 매트릭스 수축의 긍정적인 효과, 기포의 변형 및 탈착이 어렵고, 감압 초기에는 석탄분말에 의해 막히며, 액체 표면 저항으로 인해 탈착이 원활하지 않고, 일일 가스 생산이 불안정하며, 개발효과가 좋지 않다(그림 12Ⅲ). FzP03-3은 770일의 생산 기간 동안 26번 이상 가동이 중단되었고 개발 효과가 매우 낮았습니다.
2.3 탄층수의 종류와 채굴 특성
석탄층수는 층내수, 층간수, 외부원수로 구분할 수 있으며, 가스 발생량이 많은 지역은 다음과 같습니다. 층내 및 층간 물 외부 수원이 있는 지역은 가스 생산이 적은 지역입니다.
(1) 침대 내 물: 탄층 클리트 및 균열에 있는 물. 일일 물 생산량은 적습니다. 채굴 중기 및 후기 단계에서는 높은 지역은 거의 비생산적이며 낮은 지역은 감소합니다. 층의 물은 이동 가능한 물(공동), 흡착된 물(석탄 알갱이 표면), 습한 물(lt; 10-5cm 모세관 내) 및 결정화된 물(탄산칼슘)의 네 가지 범주로 더 나눌 수 있습니다.
(2) 층간수: 얇은 층간수가 탄층 내부로 침투합니다. 채굴 중에는 물 생산량이 크게 감소하며 이를 통제할 수 있습니다.
층간수를 이용한 가스정의 지속적인 압력 감소는 물 생산을 제어하고 개발 결과를 향상시킬 수 있습니다. Qinshui Fanzhuang에 있는 Well FzP111의 총 탄층 길이는 4,710m입니다. 2009년 4월 가동에 들어갔으며 일일 최대 물 생산량은 175m3입니다. 현재 일일 가스 생산량은 21,436m3, 일일 물 생산량은 20.7m3, 케이싱 압력은 0.15MPa, 수위는 4m, 누적 물 생산량은 37,000m3이고, 누적 가스 생산량은 814만m3입니다. 층간수가 석탄층 메탄정에 들어갈 때 단기적으로 배수량을 늘리면 일일 가스 생산량이 후반기에 계속 증가하여 개발 효과가 더 좋아질 것임을 알 수 있습니다.
(3) 외인성 물: 단층이나 균열은 투과성이 높은 회분수 및 기타 수층과 소통됩니다. 물 생산량이 많아 통제하기가 어렵습니다.
3 석탄층 메탄 탐사 및 개발에 적용 가능한 기술 분석
3.1 지진 AVO 기술로 수확량이 많은 농축 지역 예측
석탄층 사이의 파동 임피던스 차이 주변 암석이 크고 석탄층 자체가 강한 반사입니다. 가스와 수분 함량의 차이는 국소적 이상에서 두드러집니다. 가스 함량이 높으면 오프셋이 증가함에 따라 진폭이 감소하여 AVO 이상(밝은 점)이 발생하는데, 이는 기존 천연가스의 높은 임피던스 진폭과 다릅니다. 오프셋의 증가에 따라 증가합니다. 밝은 지점의 개념은 다르며 다음과 같은 특징을 갖습니다. 고수율 유정은 강한 AVO 이상(높은 가스 함량 및 낮은 수분 함량)을 가지며 석탄층 섹션은 큰 절편과 큰 경사 이상을 갖습니다. 즉, 밝은 지점 중 장점은 낮은 AVO 변칙(낮은 가스 함량 및 높은 수분 함량)을 가지며 낮은 가스 함량, 낮은 포화도 및 낮은 투과성을 특징으로 합니다.
고탄층 메탄 생산 지역 중 AVO 변칙이 강한 Well Jizhu 1의 5# 석탄은 가스 함량이 21m3/t이고 일일 가스 생산량은 2847m3입니다(그림 13). Jizhu 5# 우물 생산이 적은 지역의 4 우물은 AVO 이상 현상이 약합니다. 석탄의 가스 함량은 12m3, 일일 가스 생산량은 64m3, 물 생산량은 90m3입니다. 이 이론에 따르면 지진 AVO 기술을 사용하여 수확량이 많고 농축 지역을 예측할 수 있습니다.
그림 13 Well Jitest 1의 석탄 5호에 대한 AVO 특성 지도
3.2 방향성 기둥 수평 유정 시추에 적용 가능한 지질 조건
방향성 기둥 수는 전국적으로 시추된 평탄한 우물은 160개가 넘으며, 우물 하나의 일일 최대 가스 생산량은 105,000m3입니다. 방향성 기둥 수평 유정 기술은 낮은 투과성 저장소에서 석탄층 메탄을 채굴하는 데 적합합니다. 시추, 완성 및 생산 자극 조치를 통합하고 석탄층의 자연 균열 시스템의 통신을 극대화하여 동일한 지역에서 단일 유정을 생산할 수 있습니다. 5~10배까지 늘릴 수 있으며 적용 가능한 지질 조건에는 다음 10가지 사항이 포함됩니다.
(1) 구조가 안정적이고 큰 결함이 없습니다. FzP031은 4개의 결함이 발생했으며 일일 최대 가스 생산량이 있습니다. 1366m3, 현재 687m3, 일일 물 생산량은 32~75m3입니다. Hancheng의 04, 07, 09 우물의 일일 물 생산량은 20~48m3이고 일일 가스 생산량은 60m3 미만입니다.
(2) 물층에서 멀리 떨어진 곳의 밀봉 조건이 양호합니다. Sanjiao 지붕 이암은 두께가 2m이고 Well SJ61의 9# 석탄은 두께가 9.4m입니다. 지붕은 석회암 6.8m, 탄층 면적은 4137m이며 굴착률은 100, 일일 최대 물 생산량은 465m3, 19개월 동안 물 생산량은 46,000m3이며 가스는 생산되지 않습니다.
(3) 유연탄 구조용 석탄은 개발되지 않았습니다. Hancheng 및 Heshun에 있는 12개 유정의 일일 평균 가스 생산량은 720m3입니다.
(4) 탄층 깊이가 1000m 미만입니다. 탄층 깊이가 800~1000m인 Wum11 및 Fz151 유정의 일일 가스 생산량은 500m3 미만입니다.
(5) 석탄 두께 gt; 5m: Well Liulin CL3의 석탄층 두께는 4m이며 일일 최대 가스 생산량은 9,500m3이며 일일 가스 생산량은 160일 동안 안정적입니다. 2,807m3, 누적 가스 생산량은 121만m3이다.
(6) 가스 함량 gt; 15m3/t: 판좡 동쪽 8m3/t(암암 두께 2~5m), 북쪽 15~22m3/t(암암 두께 gt; 10m) 하지만 동쪽은 북쪽보다 100~200m 더 얕다. 북쪽 6개 유정의 일일 평균 가스 생산량은 30,000m3이고, 동쪽 7개 유정은 1869m3로 최대 생산량 차이는 3697m3이다. 6km 떨어진 우물 하나의 경우 20배입니다.
(7) 주요 분기 평행 석탄층 또는 업딥: 단일 유정의 일일 평균 가스 생산량 분석, 1MPa의 단계 축적 및 형성 감소, 수평 유정 궤적: 평행 석탄층이 가장 좋고 그 다음 updip, 하향 경사가 좋지 않습니다. "볼록한" 유형과 "오목한" 유형이 최악입니다.
(8) 유효 탄층 영상은 >3000m입니다. 수평 탄층 영상은 <2000m이고, 단일 유정의 일일 최대 가스 생산량은 <800m3이며, 단계별 누적 가스 생산량은 < 20,000m3.
(9) 합리적인 가지 분포: 주요 가지의 길이는 약 1000m이고 가지 간격은 200~300m이며 끼인 각도는 10°~20°입니다.
(10) 유효 탄층 굴착률은 gt; 10개 유정의 탄층 굴착률은 lt입니다. 일일 평균 가스는 1년 이상 생산되었습니다. 단일 유정의 생산량은 800m3이고 최대 lt는 2000m3이며 단계 평균 누적 가스 생산량은 270,000m3입니다.
3.3 초단거리 유압 제트 시추에 적용 가능한 조건
우리나라는 이 기술을 사용하여 23개 이상의 석탄층 메탄 유정을 시추했지만 결과는 이상적이지 않습니다. 주된 이유는 낮은 투과성, 작은 직경의 스프레이 구멍, 큰 굴곡 및 스프레이 전후의 막힘입니다. 유압 제트 창의 직경은 28mm이고 구멍 직경이 작으며 석탄에 의해 막히기 쉽습니다. 배수 중 분말과 물. 회전식 대구경 노즐 및 나홀 스프레이 테스트를 수행할 수 있습니다.
3.4 "산" 모양의 우물, U자 모양의 우물, V자 모양의 우물을 시추하는 데 적용 가능한 조건
중국의 석탄층 메탄 저장소는 투과성이 낮은 특성을 갖고 있으며 대부분 단층 가스 저장소, U자형 수평 유정은 좁은 지역의 탄층과 통신하며 적용 효과가 좋지 않습니다. 우리나라는 U자형 수평정을 16개 이상 뚫었지만 생산량 증가 효과는 뚜렷하지 않다.
Well SJ12-1의 단계적 파쇄는 일일 가스 생산량이 1,750m3로 안정적이고, 누적 가스 생산량이 191,000m3로 생산 3개월 반 만에 감소세를 보이고 있다. 오일 파이프와 유리 섬유 파이프 모두 수평 단면에 성공적으로 설치되었지만 투과성이 낮은 가스 저장소에서는 효과가 좋지 않습니다. 더 높은 투과성 구역[(1.0~3.6)×10-3μm2]은 좋은 효과를 갖습니다. Binchang 및 Sihe의 단일 우물의 일일 가스 생산량은 56만 ~ 14,000m3입니다.
향후에는 하나의 수평 우물이 여러 개의 수직 우물을 관통하는 '산'형 우물 그룹 테스트가 수행될 수 있습니다. 현재 외국에서는 이 기술을 성공적으로 활용하여 암염을 개발했습니다.
4 결론
(1) 중국의 석탄층 메탄 탐사 및 개발에 대한 실질적인 이해에 따르면 석탄층 메탄 축적 모델은 자체 생성 및 자체 저장 흡착 유형으로 구분됩니다. , 자가 발전 및 자가 저장이 없는 유형, 내생 및 외부 발전의 세 가지 유형이 동시에 존재하며, 석탄층 메탄 축적 기간은 초기 축적, 후기 축적의 세 가지 범주로 나눌 수 있다고 생각됩니다. 채굴 중 구조적 변형 축적과 2차 축적은 석탄층 메탄 개발의 주요 2차 유정 패턴이 됩니다.
(2) 두꺼운 석탄층, 고품질 석탄층 및 고수익 농축 지역을 분석하기 위해 퇴적상을 사용합니다. 석탄 암석 성분과 단일 유정 생산, 고급 식물이 풍부하고 겔화에 의해 형성된 밝은 석탄은 회분 함량이 낮고 비트리나이트가 높으며 클리트가 잘 발달하고 가스 함량이 높으며 수확량이 많은 어두운 석탄입니다. 반대로 쇄설성 물질, 수용성 이온 또는 초본 석탄 형성 환경에 의해 유입되는 암흑탄입니다.
(3) 고응력 분야의 값이 낮은 지역에서는 석탄층 클리트가 개발되어 탄층 메탄 보존 조건이 양호하고 정체수에서 가스 함량이 높은 밀폐된 수역 환경에 있습니다. 지역에서는 물 생산량이 적고 가스 생산량이 높으며, 싱크라인 베어링이 압력 구역에서 물 생산량이 높습니다.
(4) 구조적 위치와 층 내 이질성의 차이는 자립형, 수출형 및 수입형의 세 가지 유형의 채굴 특성을 형성합니다. 서로 다른 감압률은 방해받지 않는 유형, 방해물 유형 및 슈퍼를 형성합니다. -과도한 유형의 3가지 채굴 효과.
(5) 고수율 유정은 밝은 지점 중 강점인 강한 AVO 이상을 가지며 저수율 유정은 낮은 가스 함량, 낮은 포화도 및 낮은 투과성을 특징으로 하는 약한 AVO 이상을 나타냅니다. . 방향성 플룸 수평 유정은 적용 가능한 지질 조건에서 더 나은 개발 결과를 얻을 수 있으며, 초단거리 유압 분사 방식은 투과성이 높고 탄층 구조가 비교적 안정적이며 가스 함량과 포화도가 높은 석탄층에 선호됩니다. 수평형 수평정 굴착기술은 저투과성 가스 저장소에서는 결과가 좋지 않으나, 고투과성 가스 저장소에서는 좋은 결과를 보여줍니다.
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