基于試井結果的煤層氣資源開發潛力評價

摘 要：煤層氣注入/壓降試井是認識和評價煤儲層的重要手段，基于試井結果和統計資料，從煤層破裂壓力、試井滲透率及儲層壓力三個方面分析了貴州某礦區煤層氣資源開發潛力。結果表明：研究區煤層氣資源豐富，煤儲層破裂壓力較大，滲透率普遍偏低，現有技術條件煤層氣資源開發有一定難度。

關鍵詞：煤層氣；試井；破裂壓力；滲透率；儲層壓力；貴州

引言

試井是認識和評價煤層氣藏的重要手段，也是獲得煤儲層信息最主要、最有效的技術方法之一。煤層氣試井技術源于常規油氣，但由于煤儲層自身的特殊性，決定了常規油氣試井技術在煤層氣井的應用受到限制，有的技術甚至不能采用，有些方法需要改進[1]。實踐證明，注入/壓降試井適合我國的煤層氣試井方法[2]，可以獲得煤層的儲層壓力、滲透率及地應力等重要參數。文章將通過貴州某礦區的煤層氣試井結果，分析該地區的煤層氣資源開發潛力。

1 區域地質背景

貴州省煤及煤層氣資源十分豐富，全省預測2000m以淺煤炭資源量2463億噸，居全國第5位，2000m以淺、含氣量大于4立方米/噸可采煤層氣地質資源量31511.59億立方米，占全國煤層氣資源總量的22%左右，同樣評價標準下的煤層氣資源量位列全國各省區第二[3]。研究礦區位于貴州省黔西南州北部烏蒙山區，揚子地臺南西緣，區內煤炭資源豐富，理論儲量172億噸，其中800m以淺資源量約35億噸，居黔西南之首。區內煤炭資源主要分布于普安縣南部的青山向斜內，中部的舊普安向斜東端、碧痕營背斜西端及北部晴隆向斜北西翼有少量分布。沉積環境海陸交互，二疊系龍潭組為該縣主要含煤地層。巖性以細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖、煤層、泥質灰巖為主，夾薄層菱鐵礦，其中含煤12～55層，可采及局部可采煤層4～8層，一般為瘦煤、貧瘦煤、貧煤及無煙煤。

統計資料顯示[4]，研究區煤層氣資源豐富，煤層含氣量一般大于8立方米/噸，介于5.33～26.47立方米/噸之間，平均12.18立方米/噸，且隨著埋深的增加有增加的趨勢，煤層氣資源理論勘探開發潛力巨大。

2 煤層氣注入/壓降試井結果

貴州省煤田地質局一一三隊煤層氣試井測試組在研究區對2口井（A井、B井）7個煤層（A井3#、9#、12#、17#、19#，B井18#、19#）進行了注入/壓降試井測試。測試結果見表1。

表1 貴州某礦區煤層注入/壓降試井結果

3 煤層氣注入/壓降試井結果分析

3.1 破裂壓力

破裂壓力由微破裂試驗獲得，即通過向目標煤層注水，依此產生一個壓裂煤層的瞬時壓力脈沖，在確認煤層被壓裂后井底關井，采用壓力計記錄井底壓力隨時間的變化規律獲得[5]。破裂壓力小利于低滲儲層壓裂改造，但小于鉆井時泥漿的靜液柱壓力時，可能引起井漏，不利于鉆井成型。研究區煤層破裂壓力到最高達27.75MPa，介于10.28～27.75MPa之間，遠高于鉆井時泥漿的靜液柱壓力，利于鉆孔鉆進成型，不利于后期儲層改造。

3.2 試井滲透率

試井滲透率反應試井液體在煤儲層中流動的難易程度，也間接反應了煤層氣開發的難易程度。一般而言，試井滲透率越高，煤層氣在煤儲層中流動越容易，越有利于煤層氣的開發，反正，則不利于煤層氣的開發。研究區內煤儲層試井滲透性普遍較低，且滲透性變化很大，低至0.000173×10-3μm2，最高也不過0.0152×10-3μm2，平均0.0053×10-3μm2，隨著埋深的增加，煤儲層滲透率有降低趨勢，不利于煤層氣資源開發。

3.3 儲層壓力

儲層壓力是煤儲層孔隙內流體所承受的壓力，又稱原始儲層壓力，即儲層被開采前，處于壓力平衡狀態時測得的儲層壓力，一般隨著煤層埋深的增加而增加。儲層壓力越大，越有利于煤層氣資源的開發。研究區煤儲層壓力較高，介于3.85～10.24MPa之間，平均7.67MPa，儲層壓力系數均大于1，介于1.17～1.63之間，平均1.27，屬高異常壓力[6]，利于煤層氣資源開發。

4 結束語

研究區煤層氣資源豐富，較高的煤層破裂壓力和煤儲層壓力利于鉆孔鉆進成型和煤層氣資源開發，理論上勘探開發潛力巨大。然而，區內煤儲層試井滲透性普遍較低，不利于煤層氣的流動，將嚴重制約煤層氣資源開發，而較高的煤層破裂壓力也不利于后期儲層改造，同時，由于構造發育、地形起伏大、交通不便等不利條件的制約，研究區煤層氣勘探開發具有一定難度，勘探開發應慎重進行。

參考文獻

[1]蘇現波，陳江峰，孫俊民，等.煤層氣地質學與勘探開發[M].北京：科學出版社，2001.

[2]馮三利，胡愛梅，葉建平.中國煤層氣勘探開發技術研究[M].北京：石油工業出版社，2007.

[3]毛節畢，許惠龍.中國煤炭資源預測與評價[M].北京：科學出版社，1999：337-341.

[4]唐顯貴.貴州省煤炭資源潛力評價[R].貴陽：貴州省煤田地質局，2010.

[5]陳志勝.煤層氣井微破裂試井測試技術及應用[J].中國礦業大學學報，2003，32（1）：53-56.

[6]傅雪海，秦勇，韋重韜.煤層氣地質學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007.

作者簡介：任平（1983-），男，河南平頂山人，工程師，成都理工大學沉積學院在職研究生，主要從事煤層氣試井技術及管理工作。