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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

重磅首发丨徐凤银教授团队:深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向

2025-01-23
本论文创新点



(1)将深部煤层气实现效益开发以来煤储层改造技术迭代划分为4个阶段,并对相应的4种压裂迭代技术及其效果进行了系统研究;

(2)指出深部煤储层改造所面临的5方面问题挑战和优化空间;

(3)针对存在的问题和挑战,提出深部煤层气储层改造技术6大发展方向。

题 目



深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向——以鄂尔多斯盆地东缘大吉区块为例
作 者



徐凤银1,甄怀宾1,2,李曙光1,2,王峰1,2,张雷1,2,王玉斌1,2,余维初3,朱卫平1,2,徐博瑞1,杨贇1,赵海峰4,白坤森1,2
单 位



1.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司

2.中石油煤层气有限责任公司

3.长江大学

4.中国石油大学(北京)




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摘   要



2019年中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气产业进入发展史上最佳时期。五年多来的实践证明,储层改造技术进步和迭代升级是推动深部煤层气效益开发和增储上产的关键技术路径。本文针对深部煤层气实现效益开发以来储层改造技术所经历的阶段与迭代历程,系统梳理出体积酸化、大规模体积、超大规模体积、地质工程一体化精益等4种压裂迭代技术,并对其分别进行了实施效果评价,也对相应压裂液体系性能进行了简要分析。从追求基质改造到大规模缝网形成,从追求极限改造体积到井网缝网精益弥合,逐步上升到多种储层改造的新技术和先进理念,将基于地质特征的精细化压裂设计在实践中应用,取得显著效果;指出深部煤储层改造仍面临5方面问题挑战和优化空间,包括:超大规模压裂水资源消耗及返排液处理难度大、智能化压裂模式攻关、协同压裂方法尚不成熟、深部中低阶煤层压裂技术体系亟需建立、压裂液功能仍不完善等。针对存在的问题和挑战,提出6大发展方向:①深化推动减水压裂;②开展鱼骨水平井+基质酸化大规模减水增产技术攻关;③加大实现人工智能技术在智能化压裂和压后评估中的应用突破;④开展基于井组缝网弥合协同压裂工艺研发和应用;⑤加强深部中低阶煤储层改造技术体系研发和实践;⑥研发进一步实现降本增效和提高深部煤层气采收率的新压裂材料。






文章目录



0 引言

1 深部煤储层改造技术迭代发展与升级历程

  1.1 体积酸压技术

  1.2 大规模体积压裂技术

  1.3 超大规模体积压裂技术

  1.4 地质工程一体化精益压裂技术

    1.4.1 精益压裂实施的必要性

    1.4.2 精益压裂技术内涵与方法

    1.4.3 新工艺探索

2 深部煤储层改造技术存在的问题与挑战

 2.1 超大规模压裂水资源消耗及返排液处理难度大

  2.2 智能化压裂模式需要攻关

  2.3 协同压裂技术尚未形成

  2.4 深部中低阶煤层压裂技术体系亟需建立

  2.5 压裂液功能不完善

3 深部煤储层改造技术发展方向

  3.1 推进减水压裂技术攻关

  3.2开展鱼骨水平井+基质酸化大规模减水技术攻关

  3.3 实现智能化压裂优化技术突破

    3.3.1不同地质条件与工艺参数对产气效果的影响分析

    3.3.2优化井位与缝网布局以及压裂参数设计

 3.4 推动协同压裂技术研究

  3.5 加强深部中低阶煤技术体系建设

  3.6 发展煤层气低成本功能型压裂液

    3.6.1功能型促解吸剂

    3.6.2低成本粉剂压裂液

4 结论








部分附图



JS8-6P04井裂缝监测结果

DJ9-1X6井应力释放后排采曲线

DJ55井区蚂蚁体属性及最大曲率图

压裂施工与生产动态调控模型










作者简介




    

徐凤银

教授

博士生导师

徐凤银,1964年生,陕西佳县人,地质学家,博士,教授、博士生导师。中国石油学会原专职副理事长兼秘书长,国家科技和人才奖项评审专家,中国石油煤层气高级专家(一级正)、科委会委员,煤层气开发利用国家工程研究中心技术委员会副主任等。斯坦福大学高级访问学者,休斯顿大学EMBA。1984年大学、1990年硕士毕业于西安矿业学院,1993年博士研究生毕业于中国矿业大学,国内第一位矿井地质专业博士,1994年30岁破格晋升为教授,同年获孙越崎第三届“青年科技奖”,1995年西南石油学院博士后出站,同年被中国石油天然气总公司评为“跨世纪学术技术带头人”。主持完成各类项目40余项,发表论文140余篇,出版专著9部,获国家级、省部级奖12项,主持发布国际标准2项,授权发明专利4项。获得《中国石油科学2023年度十佳论文》、并居首位,入选2024年中国知网高被引学者TOP1%,3篇论文入选2024 年度 “中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000)” 。《中华英才》编委会委员,《石油学报》编委会副主任,《石油知识》编委会常务副主任,《煤田地质与勘探》《中国石油勘探》编委。中国矿业大学、中国石油大学(北京)、中国石油大学(华东)、中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、长江大学、西安石油大学、延安大学、西安科技大学、西安石油大学、西南石油大学等兼职(客座)教授,北京理工大学、吉林大学、西安电子科技大学创新创业导师。曾在人民大会堂、北京大学、复旦大学、四川大学等演讲,被人民日报、工人日报、中国青年报、青海日报等报道。近年来,多次担任《石油学报》《煤炭学报》《煤田地质与勘探》等客座主编、组织煤层气专刊,主持云讲坛、并演讲,为深部煤层气实现效益开发大突破、推动深部煤层气理论技术和产业发展做出卓越贡献。在煤炭、地矿、石油、天然气、煤层气行业和学术界有广泛影响。











通讯作者简介




    

甄怀宾

高级工程师

甄怀宾,高级工程师,1986年生,河北石家庄人,2010年毕业于长江大学石油工程学院。主要从事煤层气、致密气、页岩气地质工程一体化评价和储层改造工艺技术研究工作。从2019年开始,率先开展深部煤层气地质工程一体化评价和储层改造技术攻关工作,为深部煤层气勘探突破做出重要贡献。参加编制国内首个深部煤层气探明储量报告和先导试验方案。主持或参加国家科技重大专项、中国石油股份公司重大科技专项等各级科技攻关项目20余项,获省部级科技奖励2项、局级奖励7项,授权发明专利3项,国内外发表论文30余篇。


引用格式




[1]徐凤银,甄怀宾,李曙光,等.深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向—以鄂尔多斯盆地东缘大吉区块为例[J/OL].煤炭科学技术,1-27[2025-01-23].DOI: 10.12438/cst.2025-0032.






编辑:李莎

审核:常琛



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