煤层气多分支水平井产能评价
水平井与分支水平井产能公式的一致性分析
（０ ７和齐成伟公式 （０ ９ 。将这些公式进行形 ２０ ） ２０ ） 于此种现状 ， 有必要全面、 深入地对国内外相关文献 式 统 一处 理后 可 以发 现 ， 王卫 红公 式 、Ｉ ａｇ Ｌ ｎ 公 Ｄ
进行调研 ， 对比分析每—个公式， 得出彼此的相同与不 式均为程林松公式的特例 ， 蒋廷学公式 比程林松公 同之处 ， 优选出当前最先进的公式 ， 加快产能公式的 式更加准确。有学者分析认为 ， 齐成伟公式考虑到 研究进程 ， 帮助研究人员在计算水平井和分支水平 分支水平井各分支生产段 的不衔接 ， 将分支裂缝群
摘要 ： 分析 了水平 井 的４ 典 型产能 公式和分 支水 平井 的 ７ 个 个典 型产 能公 式。对 比发现 ， 水平 井 与分 支水平 井 的 产 能公 式在 数学 上是严格 一致 的。这种 一致性表 现在 ， 齐成伟分 支水平 井产 能公 式可 以退化 为其余 １ 个产 能公 Ｏ 式。 由此简化 了纷繁 复杂 的产能公 式 ， 到 了最 完善 的公式 。该项 产能公 式 的归一化处 理为 以后 的研 究者提 高 得
中暂不做分析。
序知水平井 的产能公式归Ｂ ｐ ｅＢ Ｉ １ ｏｎ ｏ ・ － Ｏ・ 所有 ， 当 １ 应
正名为“ ｏｒｏ 水平井产能公式” Ｂ ｐｉ Ｂ ｃ 。
（） 齐成 伟模 型 ａ
２ 分支水平井产能
现 已有很多学者研究 过分支水平井 的产 能公 式， 且众说不一 。 目前 ， 国内外分支水平 井的产 能 公 式 主要 有 Ｔ ６ｘ ａ 式 ［ １６ ） 程 林 松公 式［ ａａｏ 公 ６ ９ １ 、 １ （ ７ １
＿
油 气 地 球 物 理
２ １年 ４ ０ １ 月
３ 一 致性分 析
齐成伟分支水平井产能公式为
多分支水平井产能模型综述
收稿 日 ： １．１ ８修订 日 ：０ １ １ ４ 期 ２ ０１． ； ０ ０ 期 ２ １－ ． Ｏ０ 作 者简介 ： 李金凤 ， ，０ ８ 女 ２ ０ 年毕业 于大庆石 油学 院电子科学 与技术 专业 ， 现为东北 石油大学 油气 田开发工程 专业在读 研究 生 。联 系方式 ： Ｅ ｍ ｉ ｌｉ ｅ ｇ ６ ６ ． ｒ， ． ａ ：ｊ ｆ ８ ＠１３ ｏ 通讯地址 ：１ ３ １ ） ｌ ｉｎ ｎ ｃｎ （ ６ ３ ８ 黑龙江省大庆市东北石油 大学厚 德六号楼 ５ ９ 。 ０室
Ｉ ＋ｈ ｎ 譬
式 中： Ｑ为分支水平井产能（ｌ ） Ｌ为水平井长度 Ｉ／ ； Ｔｓ ３ （ ； ｈ ｍ） Ｋ 为地层 水平 渗透率 （ ） ｈ为地层厚 度 ；
水平面 内， 相交于一个井底 ， 而且各个分支井 的油
藏 参数 和几何 参数都 要相 同 ， 这是非 常理 想 的情 况 。从 目前国内外 已钻成的分支水平井来看 ， 这些 井往往都是钻在油藏的不同层位或是 同一油层 的不
能模 型。解析模 型是利用镜像反映 、 势的叠加等原 理直接推导 ； 半解析模 型则是将分支井筒进行分段 ， 然后通过势的叠加原理 、 积分变化 、 保角变换和格林
函数等 ， 给出多分支水平井产能计算线性方程组 ， 求 解线性方程组可得多分支水平井产能。解析模型的
优点是计算简单 ， 但其假设条件过多， 在实际生产中 的适 应性 比较差 ； 半解析模型的优点是既简化了计 算又保证 了一定的精度 ， 目前还不能很好地解决 但
一
系列产 能公式 本 文从 国 内外学者研 究 多分 支水平 井产 能的方 法、 式 等方面综述 了国 内外水平 井产 能公 式 公
的研 究进 展 ， 并对各 产能模 型进 行 了系统的 比较 ， 出 了不 同产 能公 式的条 件 、 指 适用 范围及 其各 自的优缺 点。 关键词 ： 多分支水平 井 ； 能公 式； 产 解析 法 ； 产能模 型
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析一、煤层气储量我国对煤层气资源进行评价已有十多轮，在2006年的资源评价中，我国的煤层气总量接近37万亿立方米，可采资源的总量接近11万亿立方米。
到了2015年对煤层气资源进行的动态评价则表明煤层气总量接近30万亿立方米，可采资源的总量约为12.5万亿立方米。
2020年中国煤层气探明储量为3315.54亿立方米，同比上升15.71%。
对于我国的煤层气资源，其分布可以划分为五大赋气区，按照资源量从少到多分别是青藏、东北、南方、西北和华北。
青藏赋气区仅占全国总量的万分之一左右，东北赋气区占全国的9.67%，南方赋气区占全国的18.18%，西北赋气区则大约占全国的四分之一，占比最大的华北赋气区，其资源最为丰富，约占全国的46.27%。
二、煤层气产量根据国家统计局数据显示，2015-2021年中国煤层气产量整体上呈上升趋势，到2021年中国煤层气产量达到104.7亿立方米，同比上升2.35%。
煤层气产量的增长主要是地面煤层气。
尽管行业发展还存在一些问题，但随着国家补贴的进行，以及各种问题的改善，煤层气的产能建设和实际产量都将迎来快速增长期，且抽采资源的利用率也将进一步提高。
分省市来看，中国煤层气主要产区在山西，2021年产量达到89.5亿立方米，占2021年煤层气总产量的85.48%。
三、煤层气标准现状截止我国煤层气行业发布国家标准与各类行业标准共87项，其中国家标准16项、行业标准71项。
各标准归口单位共17个，其中归口全国煤炭标准化技术委员会的国家标准与行业标准共17项，归口全国安全生产标准化技术委员会的行业标准7项，归口能源行业煤层气标准化技术委员会的行业标准43项。
对17个归口单位发布的87项标准进行了标准类别划分，其中基础类标准有14项，方法类标准有22项，管理类标准46项，产品类标准5项。
16项国家标准中，基础类标准5项、方法类标准7项、管理类标准2项、产品类标准2项。
煤层气多分支水平井钻井技术浅析
煤层气多分支水平井钻井技术浅析摘要: 由于我国煤层气储层具有渗透率低压力低的特点，直井煤层控制面积小，产量低，钻单支水平井不利于后期的排水降压作业，所以现在煤层气开发多采用羽状水平井，羽状水平井需要工艺井与排采井之间的连通，两井连通需要对两井距离方位偏差新的靶点坐标、南北坐标、东西坐标等进行精确测量，找出新的靶点，然后对定向井进行定向指导，确保成功连通。
可以提高单井的产量、降低钻井的综合成本。
本文主要介绍了煤层气多分支水平井的主要特点以及煤层气多分支水平井钻井的几种主要技术。
关键词：煤层气；多分支水平井；钻井技术一、煤层气多分支水平井的主要特点煤层气水平井主要借鉴的是常规天然气水平井的钻井工艺技术，但是，其工作的对象与煤层气的储藏性质和排采方式不相同，所以，在设计及施工的工艺等方面都有自己独有的特点：1、开发目的层比较单一，而且是水平面多分支。
运用多分支的水平井钻井技术来开发煤层气，当前通常是选择某个主力煤层进行开发，在某个单一层相似的水平面上会钻出很多分支，这和油井在两个以上的层位钻出的多分支也不相同。
2、目的层段的分支和进尺比较多。
因煤储层的地层压力及渗透率相对来说比较低，因此，如果要提高煤层气的产量，就要比常规的油气井有更加多的渗滤面积和排气通道，这就会使煤层段所钻的分支变得更多，通常有l到2个主分支，在主分支的两侧需要钻出多个，通常是6到8个分支，而累计煤层段的进尺通常需要达到4000米以上。
3、运用裸眼完井的方式。
煤层气的多分支水平井通常会运用裸眼完井的方式，这主要是因为：（1）煤层气的开发区一般也是煤炭的开采区，比如山西的沁水盆地。
按国家先采气、后采煤、采气和采煤一体化的政策要求，在采完气之后还需要采煤，然而采煤的禁忌是在煤层里有金属套管；（2）因为受到完井技术的限制，当前很多的分支井还较难下入完井的套管或者筛管。
4、主井眼和分支井眼的尺寸比较小。
由于煤层的强度和胶结的程度比较差，容易发生垮塌。
煤层气井产气规律及产能影响因素分析
煤层气井产气规律及产能影响因素分析任建华;任韶然;孟尚志【摘要】Coalbed methane ( CBM) is an important unconventional resource. The exploitation of coalbed methane (CBM) must reduce reservoir pressure making adsorbed gas desorption through depressurization. The coalbed methane pressure dropping process was analyzed by numerical simulation. Based on the actual reservoir characteristics, the geological model was established. The single well production history was well matched. Using the above model, the effect of fracture permeability, porosity and the bottom hole flowing pressure on coalbed methane production and peak time are analyzed.%煤层气是一种重要的非常规资源.煤层气的开采首先需要将储层中的水排出,降低储层压力使吸附气解吸产出.采用数值模拟方法分析了煤层气压降开采过程,并利用实际储层特征建立地质模型,对单井生产历史进行拟合,拟合效果较好.应用上述所建立的模型分析了裂缝渗透率、孔隙度以及最小井底流压对煤层气井产气变化规律以及峰值时间的影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)010【总页数】4页(P2799-2802)【关键词】煤层气;降压吸附气;解吸;数值模拟【作者】任建华;任韶然;孟尚志【作者单位】中联煤层气有限责任公司,北京100011【正文语种】中文【中图分类】TE155我国具有丰富的煤层气资源。
双煤层多分支水平井煤层气开采技术研究及应用
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J]Ch
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水平井分段压裂产能跟踪与评价技术
水平井分段压裂产能跟踪与评价技术水平井分段压裂是一种常用的页岩气开发技术，通过将水平井井筒在垂直方向分段压裂，可以有效提高井段产能并延长井生产寿命。
在实际应用中，如何准确跟踪和评价水平井分段压裂的产能是非常重要的，下面将从产能跟踪和产能评价两个方面进行介绍。
首先是产能跟踪。
产能跟踪的目的是了解各个井段的实际产能情况，帮助确定优化工艺和调整生产策略。
常用的产能跟踪技术包括：1.压力监测技术：通过分析井底和井口的压力数据变化，可以了解井段产能的动态变化情况。
可以使用压力传感器、记录仪等设备进行实时监测。
2.流量监测技术：通过监测井口流量的变化，可以得到井段产能的大致范围。
可以使用流量计、流量传感器等设备进行监测。
3.温度监测技术：通过监测井底和井口的温度变化，可以推测井段产能的变化情况。
水平井段产能较大时，会伴随着温度升高的现象。
以上三种技术可以结合起来使用，通过实时监测和在线数据传输，可以准确跟踪水平井段的产能变化情况。
其次是产能评价。
产能评价的目的是对水平井分段压裂效果进行综合评价，判断井段的产能水平和潜力。
常用的产能评价技术包括：1.产能指标评价：通过对水平井实际产量、开采效率等指标进行分析，对井段产能进行定量评价。
常用的指标包括产量指标（日产量、累计产量等）、采收率指标（累计采收率等）、含水率指标等。
2.压裂效果评价：通过对压裂后的产能曲线（产量随时间的变化曲线）进行分析，评价压裂效果。
可以比较不同井段的产能曲线，判断压裂程度和产能差异。
3.模拟预测评价：可以使用数值模拟软件进行产能评价，输入井段参数和压裂参数，模拟井段的产能变化情况。
模拟结果可以辅助评价井段的产能水平和优化压裂参数。
综上所述，水平井分段压裂产能跟踪与评价技术需要结合压力监测、流量监测、温度监测等实时监测技术，辅以产能指标评价、压裂效果评价和模拟预测评价等多种分析手段，以准确了解井段产能变化情况，并判断产能水平和潜力，从而优化生产策略和提高开发效益。
水平井产能分析范文
水平井产能分析范文水平井是一种油气开采技术，在垂直井钻设备的基础上发展而来。
相对于传统的垂直井，水平井可以在油层中水平钻进数千米，从而增加了与油层接触的面积，提高了油气的开采效率。
本文将从水平井产能的理论基础、产能影响因素和产能优化三个方面对水平井产能进行分析。
一、水平井产能的理论基础根据伯格曼公式，水平井的产能与开采速度、井筒半径和油气粘度等参数有关。
产能的计算可以采用工程师法和物质平衡法等不同的方法，但本质上都是基于伯格曼公式的演算。
此外，还可以通过模拟软件对水平井产能进行数值模拟，以得到更准确的结果。
二、水平井产能的影响因素1.油层物性：油层的孔隙度、渗透率、饱和度和岩性等物性参数直接影响水平井的产能。
孔隙度和渗透率高的油层有更好的储集和传导能力，能够提供更好的储层流动条件。
2.油层压力：油层压力是影响产能的重要因素，它决定了油气从油层向井筒的流动速率。
高压力能够促进油气的储集和产出，从而提高水平井的产能。
3.油气粘度：油气粘度是指油气的内摩擦力，它越大，油气在井筒中的流动阻力越大，从而影响产能。
一般来说，油气粘度越低，产能越高。
4.井筒半径：井筒半径是指水平段的半径，它决定了井腔间的摩擦损失。
井筒半径越大，摩擦损失越小，产能越高。
5.产能驱动力：产能驱动力可以分为自然驱动和强制驱动两种方式。
自然驱动是指油气自身的压力差推动油气从油层向水平井流动；强制驱动是指通过人工手段增加驱动力，如水力压裂、压裂酸化等。
三、水平井产能的优化为了最大限度地提高水平井的产能，可以采取以下几个优化策略：1.优化压力管理：合理调整油井生产压力，使之接近最佳生产压力，以提高油气从油层到水平井的流动速率。
2.优化井筒设计：通过合理设计井筒半径、井段长度等参数，减小井筒摩擦损失，提高产能。
3.优化地质勘探：通过地质勘探，选取含油气丰度高、油层物性好的区块进行开发，提高水平井的产能。
4.优化注采管理：通过合理调整注采比例和注入介质的选择，提高水平井的产能。
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1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
（1）经验吸附模型 经验模型是在煤层气开发早期，煤层储层特性研究还非常有
限的情况下，简单地把直接观测到的物理现象用数学方法描述。 经验模型所需输入参数较少，预测精度有限。
国内外研究现状及发展趋势
• 奥韦里-埃格尔模型
(
Kmai
x g
Pg2 )
(
Kmak
x z g
Pg2 ) ZT z Vbma
qd
0
Pg |x0 常数A Pg |xmax 常数B
P P Z |z0 Z |zmax 0
1、煤层气开发研究概况
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
1）、拟稳态模型
拟稳态非平衡吸附模型是考虑煤层气在微孔隙中吸附、解吸，
解吸气在扩散过程中遵循Fick第一定律，吸附速度和解吸速度都
是常数。
扩散解吸量：
qm
FG
(C(Pfg
)
Cm )
其中 FG 为几何因子； 为吸附时间；Cm 为基质中的浓度；C(Pfg )
P n
|E
0——(8)
（7）为饱和度及毛管力方程。 （8）为边界条件
2、多分支水平井数学模型
多分支水平井数学模型
• 从上述模型可以看出，该模型解析解的求解过程十 分复杂，一般采用数值求解。 • 结合水平井产量方程，通过数值计算，求得压力的 变化，进而得出产量的变化，以此评价产能。
2、多分支水平井数学模型
M g PgP RTZ r
rw
1 r
r
( aPg
Z g
Pg r
)
ma
aKma
Ct
Pg t
Ct
Cg
Cr
ma
gsc PL煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
• 戈尔巴切夫模型 假定：
- 储层是水平的，各向同性、等厚； - 宏孔隙中单向理想气体按达西定律流动； - 服从langmuri等温吸附定律； - 单一介质。
[ KKrg g g
(Pg
g gH )
g Df
Cf
C f
]
(g Sg)
t
[
KK rw w w
(Pw
w gH
)]
(wSw )
t
——(6)
2、多分支水平井数学模型
煤层气水平井数学模型
Sg Sw 1
Pcwg (Sw ) Pg Pw ——(7)
2、多分支水平井数学模型
煤层气水平井数学模型
煤层气的开采机理是排水→压力下降→在临界解吸压力下解吸 →扩散→渗流→产气。现在一般都只考虑近井附近煤层气的渗流， 用天然气工程的产量方程进行求解。 单支水平井数学模型如下：
qg
1.5103 KKrghZ T sc sc[m(P) m(Pwf Tpc ln(re / rweq )
为与裂缝中气体压力相平衡的浓度，由Langmuir方程控制。
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
Langmuir方程： P
C(P) Vm PL P
C(P) 和 P 构成等温吸附曲线，Vm 为Langmuir体积，PL 为
Langmuir压力。
而裂缝中气相方程为：
t
( f
1、煤层气开发研究概况
研究思路流程
现有直井数学模型 完善
解吸项的处理方法
压力、产量的处理方法
源汇项、井 筒流动处理
定向羽状水平井数值模拟
2
多分支水平井数学模型
2、多分支水平井数学模型
煤层气水平井数学模型
• 煤层气的解吸及扩散作用一般只考虑发生在基质之 间，对产量的影响表现在时间上。 • 开井生产后，压力要下降到临界解吸压力，吸附在 煤表面的甲烷才能解吸出来，从宏观上可以理解为对流 动性具有不利影响。 • 井底的产量与压力关系仍符合一般的天然气渗流规 律，可用天然气藏产量公式表示，考虑到解吸和扩散作 用，需要对压力项进行特定的处理。
]
t
m(Pg
)
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
戈尔巴切夫模型是针对矩形油气藏水平井：
Pg |t0 Pg0
Pg |x0 Pg |xmax Pg |y0 Pg |ymax Pi P P Z |z0 Z |zmax 0
1、煤层气开发研究概况
2h2 L2
Kh Kv
(1 3
zw h
zw2 h2
)
h L
Kh s}——(3) Kv
（3）为（1）中的水平井等效半径表达式。
2、多分支水平井数学模型
煤层气水平井数学模型
qm
Vm
dCm (t) dt
——(4)
Cm
VL Pg PL Pg
B ——(5)
（4）为煤层气扩散方程。 （5）为煤层气解吸方程。 （6）为地层渗流微分方程。
多分支水平井数学模型
• 由上述方程可见，煤层气渗流过程太复杂，所以有 人提出：
根据煤层气水平井排采过程中压力分布及煤层气产 气特点，回避煤层气从煤基质表面解吸、扩散及复杂的 气一水两相流状态下的复杂计算，建立分支井筒压降模 型，从而对其产能进行预测。
模型如下：
2、多分支水平井数学模型
Gcd
1 0.31Wc
式中:t，解吸时间;Gco 初始含气量; A 吸附时间常数; Gcd 总解 吸量; Wc 水分含量。
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
• 林丁模型
煤层气总的地质储量：Gp A hk k (Gck Gkr ) k 1
• 麦发尔模型（McFall model）
(S
0 w
)
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
• 第一综合平衡吸附模型
产量方程
qg
86.4103
K ma h
g
Tsc ZTPsc
(r
Pg2 r
)
|rw
边界条件
Pg |rw Pw Pw |re Pw0 Pg |re Pg0 Pw |rw Pwf (t)
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
• 第一综合平衡吸附模型
x
(w w
w x
)
y
(w w
w y
)
qw
ma
t
(wSw )
x
(g g
g x
)
y
(g g
g y
)
qg
qds
ma
t
解吸气以游离气状态渗流。此类模型有，巴姆贝模型、戈尔巴切 夫模型、奥韦里-艾格尔模型、诺丁安大学模型、贝尔斯和博瑞 尼模型以及第一综合平衡吸附模型。
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
• 巴姆贝模型 假定：
- 气藏水平等厚，无穷径向流 - 储层均质，各向同性 - 单相、等热、遵循达西定律 - 整个压力范围，宏孔隙度、渗透率为常数 - 自由气遵循真实定律 - 解吸气遵循langmuir等温吸附定律，即
S
fg
fg
)
(
vfg fg
)
qm
其中
v fg
( Kg
g
Pfg
Df Cf
C f
)
气相方程方程右端第一项是宏观渗流速度，遵从Darcy定律，第 二项是裂缝中气体扩散速度，遵从Fick定律。
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
对于气体来说，由于
fg
M RT
( Pfg Z
t
( Sw
/
Bw )
上式气相方程中 Veq 是Langmuir方程控制的平衡吸附量，qsc 和 qw
分别为由于该处井的存在所增加的源汇项。
此外还有以下几种平衡吸附模型：
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
（3）非平衡吸附作用模型一双孔单渗模型 • 这种模型是近年来普遍被接受并常用于现场实践的一种模 型。该模型将煤层看成双孔介质，即基质孔隙和裂缝或割理。非 平衡吸附模型是一种比较完善、能更为客观地反映煤层气运移与 产出的数学模型。 • 此类模型又可分为基于Fick第一扩散定律的拟稳态模型和 基于Fick第二扩散定律的非稳态模型。
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
2）、非稳态模型 • 非稳态吸附模型是考虑煤层气从微孔隙扩散到宏孔隙，在 宏孔隙中游离气遵循达西定律渗流，解吸气在扩散过程中遵循 Fick第二定律。吸附速度和解吸速度都随时间变化。 • 裂缝中气相和水相的运移与拟稳态模型的相同。如果某处 有井存在，只需在方程中添加相应的源汇项即可。
煤层气的初始含气量：Gco m ln h M 煤层气总的地质储量： G GcohA
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
（2）平衡吸附模型——单孔模型 平衡吸附模型是人们对储层有了充分的认识后在经验模型的
基础上发展起来的。 平衡吸附就是在单一介质中，忽略解吸气的扩散过程，假设
CE
CL g PL g
- 单一介质，平衡吸附。
1、煤层气开发研究概况
国内外研究现状及发展趋势
巴姆贝模型导出的单井模型为