煤层气开采井优化组合方案研究
煤层气井型选择及参数优化
对上述数学模型采用有限差分方法进行离散，同时考虑井底压力条件、 封闭地层边界条件，对模型数值求解。 常见的煤层气数模软件：美国ARI公司的COMET-2、COMET-3，美国 Holditch and Associates公司的COAL GAS，以及CMG与ECLIPSE中的CBM模块。
井筒复杂流动与完井实验室
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
煤层气井型选择
煤层坍塌、破碎、扩径和卡钻 难以准确预测煤层地层压力
按煤岩地质特征选择 一、煤岩的机械强度弱
二、煤层压力系数变化大，规律性差
三、煤层孔隙和割理发育
煤阶代码 LiCo=1 LiCo=2 LiCo=3 LiCo=4 含碳量
煤层均质性变差，力学稳定性变差， 在外力作用下极易破碎
为井底流压下真实气体拟压力
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井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
19/29
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
井型参数优选
井型参数：
直井：井径，洞穴形态，裂缝数目、形态、导流能力
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
8/29
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
煤层气井型选择
Ian Palmer：
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
煤层气田的井网优化设计研究
煤层气田的井网优化设计研究1. 引言煤层气田是一种重要的天然气资源，其优势在于广泛分布、储量丰富以及相对低的温室气体排放量。
然而，煤层气开采面临许多挑战，例如气井开采效率低、孔隙流动、水平井与垂直井布置等。
因此，煤层气田的井网优化设计成为开发该资源的关键问题之一。
本文旨在探讨煤层气田井网优化设计的研究进展及关键问题。
2. 井网布置井网布置是煤层气田井网优化设计的重要环节之一。
传统的布置方式是均匀分布的正方形网格，然而在实际应用中，这种布置方式存在一些缺陷。
研究表明，不同地质构造条件下的井网布置应采用不同的策略，如高频率的井网布置在目标煤层井网优化中表现出更好的效果。
3. 孔隙流动性分析煤层气田的孔隙流动性分析是井网优化设计的重要前提。
孔隙流动性取决于煤层孔隙结构和天然气气体的相互作用。
因此，了解煤层气体的渗流特性对井网布置具有重要意义。
研究表明，通过综合考虑产煤地层孔隙结构特征、渗流规律和实际开井压力等因素，可以确定合理的井网设计参数。
4. 井间干扰与优化在煤层气田开发中，井间干扰是一个不可忽视的问题。
井间干扰会导致产能下降、生产周期延长等不利影响，因此需要通过优化井网布置来减少井间干扰。
研究表明，合理的井网布置及开采策略可以有效减少井间干扰，提高煤层气田的开采效率。
5. 气藏数值模拟与优化气藏数值模拟是煤层气田井网优化设计的重要手段。
通过建立合理的数值模型，可以评估不同井网布置下的产能、生产周期等指标。
研究表明，优化井网布置的数值模拟可以为决策者提供科学依据，明确合理的开采方案，以提高煤层气田的开发效益。
6. 气井阶段性生产与优化煤层气田的井网优化设计还应考虑气井的阶段性生产策略。
传统的生产策略是连续或稳定生产，然而煤层气田的气井在不同阶段有不同的生产能力。
研究表明，采用阶段性生产策略可以提高煤层气田的开采利用率，降低浪费。
7. 结论煤层气田的井网优化设计是开发煤层气资源的重要环节之一。
在井网布置、孔隙流动性分析、井间干扰与优化、气藏数值模拟与优化以及气井阶段性生产与优化等方面，都需要进行深入研究。
煤层气非常规井开发优化设计研究的开题报告
煤层气非常规井开发优化设计研究的开题报告一、选题背景煤层气开发是一种重要的非常规气体资源开发方式，具有资源量丰富、分布广泛、适用性强等显著特点，对优化能源结构和促进能源转型发展具有重要意义。
目前，我国煤层气开发已形成了以低渗透煤层气井为核心的开发模式，该模式在保障能源供应方面起到了重要作用。
但与此同时，煤层气开发还存在法规制度不完善、技术手段落后、资源开发利用效益不高等问题。
针对上述问题，煤层气非常规井开发优化设计研究是解决当前煤层气开发中存在的问题的有效途径。
该研究以非常规井开发方式为切入点，探讨其在煤层气开发中的应用、优化设计和技术手段，有助于全面推动煤层气开发的高效、可持续、安全发展。
二、研究目标本文旨在从非常规井开发的角度，对煤层气开发过程中出现的问题进行研究，探讨煤层气非常规井开发的优化设计及其应用技术，进一步优化煤层气开发模式，提升开发效率和资源利用效益。
具体目标如下：1.分析非常规井开发对煤层气资源开发利用的贡献和优势。
2.探讨在非常规井开发模式下，煤层气开发中存在的问题及原因。
3.分析煤层气非常规井开发的优化设计思路及其技术手段，并提出可行的优化方案。
4.通过模拟实验及田间试验等手段，验证优化方案的可行性和效果，为煤层气开发提供科学、实用的参考。
三、研究内容1.非常规井开发对煤层气资源开发利用的贡献和优势非常规井开发是以水平井和多级压裂等技术手段为基础的一种非常规开发方式，具有适应低渗透煤层气开发、增产和提高采收率等方面的优势。
本部分主要通过文献资料收集及分析研究，探讨非常规井开发对于煤层气开发中的作用和贡献。
2.煤层气非常规井开发中存在的问题及原因针对当前煤层气开发中存在的问题，本部分主要从技术、法规、环保、安全等方面进行分析研究，深入探讨在非常规井开发模式下，煤层气开发所存在的问题及其原因。
同时，还将对现有问题提出针对性的对策措施，以期解决问题和优化开发。
3.煤层气非常规井开发的优化设计及其技术手段本部分主要阐述煤层气非常规井开发的优化设计思路及其技术手段。
沁南盆地煤层气U型水平井部署优化研究
沁南盆地煤层气U型水平井部署优化研究房茂军;柳迎红;杨凯雷;杜希瑶;董锦;廖夏【摘要】针对煤层气生产中提高单井产能的需要,提出采用U型水平井进行开发的技术思路,并依据构造简单、煤层厚度大、含气量高、煤体结构完整、水文地质条件简单等标准对U型水平井的部署区域进行了区块优选.对影响该区域U型水平井部署的水平段距离、水平段长度和水平段位置进行了优化研究.结果表明:U型井水平段间距过小,会造成控制地质储量偏小,影响稳产期长短和后期的产气潜力;井距过大,虽然控制储量会相对变大,但是很难形成井间干扰,难以达到面积降压的目的,累产气量也并未增加;从15 a的累产气量来看,最优井距为300 m;最优间距的大小受煤储层割理渗透率的影响明显,随着渗透率增大,最优间距增大;水平段位于煤层中部时日产气量和累产气量较高,推荐水平段位于煤层中部.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2014(020)003【总页数】4页(P103-105,108)【关键词】煤层气;U型井;水平井;数值模拟;优化设计【作者】房茂军;柳迎红;杨凯雷;杜希瑶;董锦;廖夏【作者单位】中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TE122.14;TD8490 引言中国煤储层的渗透率普遍偏低，造成煤层气井产能比较低[1－4]。
目前中高阶煤层气开发采用的主要技术为直井水力压裂、多分支井等[5－8]，但由于中高阶煤层气富集地区地形条件复杂，多以山地、沟壑为主，地表高差大，水力压裂施工难度大，且煤岩机械强度低，分支水平井在排采过程中随着储层压力的降低，主支及分支井眼周围煤层易发生破碎、垮塌，部分直井、多分支井单井产气效果差，有的产气量一直很低，有的前期产量高、后期递减严重且无法恢复。
煤层气鱼骨状分支水平井轨道优化设计方法研究
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论煤层气井钻井工艺及优化研究
论煤层气井钻井工艺及优化研究发布时间：2021-11-03T08:07:00.432Z 来源：《科学与技术》2021年7月21期作者：朱晓忠[导读] 由于煤层的煤气资源已经逐渐受到社会的认可，朱晓忠内蒙古煤炭建设工程（集团）总公司，内蒙古呼和浩特 010010摘要：由于煤层的煤气资源已经逐渐受到社会的认可，已经逐步应用于生活、社会、企业等各个方面，在很大程度上已经取代了部分天然气资源，成为社会上依赖的资源，所以，对于煤气开采钻井越来越受到煤炭企业及社会的重视，由于煤气开采的范围、深度的不断扩大，其开采的难度也不断加大，因此，提高开采工艺确保开采钻井顺利进行成为企业研究的方向。
本文根据煤气层钻井存在的问题，使用针对性的、可靠的、安全的钻井保护工艺，在特定的地质条件下，使用特定工艺，有效地防止了污染物对煤层的渗透，做到了在钻井过程中对煤层的保护，避免了对煤层造成的破坏。
关键词：煤层气；钻井工艺；煤层煤层气体资源近年逐渐受到煤炭开采行业的重视，对于煤层气体资源的开发也逐步成为加大研究力度的主要方向，钻井设备是主要的气井钻井施工煤层气井开采使用的主要工具。
但是，因为煤层中的气井具有储层浅、含水比较丰富的特点，在气井开采作业过程中，由于煤层坚固性差，煤层非常容易发生裂缝、坍塌事故，因此进行气井钻井过程中，由于操作钻井设备不当或者钻井的力度过猛等原因，煤层将会出现大范围的塌陷以及污染物随井液通过地层裂缝渗透至地下等事故，最终会造成气层被大面积污染，如果煤气层遭到污染，其气井的价值将会大大降低，造成煤气资源的巨大损失，这对企业以及社会都十分不利。
所以，必须不断优化煤气井开采作业的生产工艺，制定出合理的钻井施工工艺流程，确保钻井开采作业能够顺利完成。
1 煤层气井钻井施工的工艺重要性煤层气井钻井施工的工艺，其主要价值为，煤层可燃气体已经逐渐成为城市能源的主力。
在进行不断扩大开采面积、范围、频率的同时，对其开采的技术要求与开采量需求也不断提高，但随着气井开采规模、范围的不断加大，其气井开采过程中出现的问题也逐步显现出来，如气井开采难度逐渐加大，气井开采的采出率逐渐降低，在气井开采的过程里，各种资源浪费现象非常严重，造成这些问题的原因主要为气井开采前，没有对煤层地质进行细致调查与研究，没有根据煤层地质情况制定出合理钻井施工工艺，从而导致开采过程中能源浪费非常严重，致使煤气的应用价值受到严重影响，最终无法缓解能源短缺的社会问题。
煤层气采气井排采系统优化设计
煤层气采气井排采系统优化设计煤层气（CBM）是一种天然气的形式，储存在煤层之中。
采气井排采系统是将煤层气从井口输送到地面的关键设备，对提高CBM产量和经济效益至关重要。
因此，优化设计排采系统是煤层气开发的重要环节之一。
本文旨在通过综合分析现有煤层气采气井排采系统的问题与挑战，提出一种优化设计方案。
首先，我们需要深入了解煤层气采气井排采系统的组成部分。
它包括煤层气井筒、泵浦设备、管道系统、集油池和处理设备等。
这些组件之间的协调和优化设计，对于实现高效的煤层气采集至关重要。
接下来，我们分析煤层气采气井排采系统面临的挑战。
首先是井底压力的问题。
在传统的煤层气开采方法中，煤层气是由煤层压力驱动到井口的。
然而，由于煤层渗透性的限制和胀缩表现，煤层气的井底压力会逐渐降低，影响采气效率。
因此，我们需要设计一个能够维持较高井底压力的系统。
其次，是水的处理问题。
在CBM采气过程中，常常会伴随大量的水排出。
这些水不仅降低煤层气采集的效率，还会带来砂砾的冲蚀问题。
因此，我们需要设计一个有效的水处理系统，包括沉沙池、过滤器和水泵等，使水的排放达到环保标准。
另外，是压力损失的问题。
在管道输送过程中，由于管道摩擦和管道尺寸不合理等原因，压力会逐渐损失。
为了减少压力损失，我们需要合理选择管道材料、优化管道布局，并使用合适的泵浦设备，以确保煤层气能够高效地输送到地面。
针对以上问题，我们提出以下优化设计方案。
首先，我们可以应用增压技术提高井底压力。
通过在井筒上部安装增压泵浦，在提高井底压力的同时，也可以增加煤层气的排出速度。
其次，我们可以设计一个高效的水处理系统。
通过使用沉沙池和过滤器，可以将煤层气中的砂砾分离出来，并净化水质，以确保排放的水达到环境要求。
此外，可以采用再生水回用技术，将处理后的水重新注入井筒中，以减少水的损失。
最后，优化管道布局和使用合适的泵浦设备，可以减少压力损失。
合理选择管道材料，并优化管道的直径和长度，可以减小管道的摩擦损失。
煤层气采气井排采系统优化设计
煤层气采气井排采系统优化设计煤层气是一种重要的清洁能源资源，其开发利用对于缓解能源紧缺、减少污染排放具有重要意义。
煤层气采气井排采系统是煤层气勘探开采的关键设备，其性能优劣直接影响到煤层气的采收效果和经济效益。
因此，对煤层气采气井排采系统进行优化设计具有重要意义。
近年来，随着煤层气勘探开发的深入，煤层气采气井排采系统的设计优化也越来越受到重视。
煤层气采气井排采系统的设计优化旨在提高采气效率、降低生产成本、延长井寿命，从而实现可持续发展。
在进行时，需考虑多方面的因素，包括井筒结构、井眼装备、井底测试、压裂技术等。
首先，在井筒结构方面，需要考虑井筒直径、井深、井眼位置等因素。
井筒结构的合理设计能够提高井的稳定性和完整性，减少井漏和井壁垮塌的风险，保障井的安全运行。
同时，通过优化井筒结构还可以提高井眼通透性，增加煤层气的采收效率。
其次，在井眼装备方面，需要考虑井口装备、井下泵设备、井下测井等装备的选择和配置。
井口装备的选择应考虑到井口封堵、防喷溢、排砂排砂和排矿的功能，以保证井口的安全运行。
同时，选择适当的井下泵设备能够有效提高煤层气的采收效率，降低生产成本。
另外，在井底测试方面，需要充分考虑井底测试的频率、测试方法、测试参数等因素。
井底测试是煤层气采气井排采系统运行过程中的重要环节，通过井底测试可以实时监测煤层气产量、地层压力、水平动压力等参数，发现问题及时调整，保障井的正常运行。
此外，在压裂技术方面，需要注意压裂液配方、注入压力、注入速度等因素。
压裂技术是提高煤层气采收效率的重要手段，通过合理设计压裂液配方和控制压裂参数，可以有效改善煤层气的渗透性，提高采收率。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，煤层气采气井排采系统的优化设计是一个复杂的系统工程，需要综合考虑多种因素，从而实现煤层气的高效开采和利用。
通过不断研究和实践，提高煤层气采气井排采系统的设计水平，促进煤层气资源的可持续开发利用。
希望未来能够有更多的研究者投入到煤层气采气井排采系统优化设计领域，为我国煤层气资源的保障和可持续发展做出更大的贡献。
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煤层气开采井优化组合方案研究
对于煤层气的开发而言，优选合适的开采井型至关重要。
优选井型需要良好的构建组合式开采井方案，优化方案使煤层气的开采最大经济效益化。
国内各地区的煤层储层表现为低饱和度、低渗透率、低煤层压力“三低”特征。
故此结合煤层气开采的特征与现状，优选设计合适的开采井组合方案显得尤为重要，本文通过研究优化组合设计方案与开发实效分析两个方面，通过优化组合，从根源入手减少整体的采氣成本验证，希望在次基础上为企业创造煤层气开采的最大化效益。
标签：煤层气；开采井；优化组合方案
从现状来看，煤层气开发通常选用直井开采的方式，现存的开采井多数为U 型或者水平井。
然而从整体来讲，煤层气开采过程中的单井产能相对是较低的。
实际上除了常用的直井开采，煤层气开发还可以选择其他类型的开采井，例如多层开采井、羽毛形状的开采井或者V型开采井。
在煤层气开采中如果能够引入组合式的开采井设计方式，那么就能在根本上确保优良的产能，与此同时也缩短了开采周期。
经过模拟分析，证实了组合方案具备最优的单井产量，采气成本因此也被降低。
相比于常用的开采井模式，组合式煤层气的开采井能够确保综合的产气量以及经济实效，因此组合设计开采井的方案可以推广采用。
1 具体的组合设计方案
1.1 水平的锚形井
设计人员在布置水平井时，可以选用锚形的组合布置方案。
具体而言，锚形水平井包含了抽排直井以及其他类型的工程井。
针对不同类型的开采井，分别设置了不同的夹角。
例如：工程井与左右两边的抽排直井分别设置了45°以及30°的夹角。
从井眼的布置方向来看，通常选择较厚的钻进煤层。
在具体布置锚形水平井时，首先需要连通多口水平井以及抽排直井。
经过钻井施工后，排采作业通常依赖于抽排直井，施工人员可以恢复原有的地貌。
锚形水平井的布置方式具备了显著的优势。
这是因为，锚形水平井可在根本上节省整体的用地，因而也更加便于日常的排采和钻井工作。
同时，锚形水平井也获得了更大幅度的单井煤层气产能。
在具体设计时，相关人员还需要谨慎排除碎裂岩屑带来的影响，确保各个层次的井眼畅通。
1.2 抽排直井与工程井的组合
具体设计方式为：首先设置90°的两口工程井，二者可以共用同一个抽排直井。
通过这种方式来开采煤层气，相比而言就能够获得更显著的开采实效。
在直井洞穴的位置上，可以设置两口井的交汇，对此最好设计成反向角度或者直角的交汇。
直井井口与工程井相距200米，这样做也在根本上符合了连通作业的需要。
相比于传统的开采井布置方式，新型组合方案能够节约排水采气消耗的总成本，同时也获得了更高的单井煤层气产量。
1.3 V型井与抽排直井的组合
这种组合方案具备的特性为：首先设置两口V型工程井，V型井共用同样的抽排直井。
V型井与现场的抽排直井呈现45°的水平夹角，这样做有助于后期钻井的顺利展开，与此同时也节省了钻前工程消耗的资金。
在很大程度上，抽排直井以及V型井眼的组合方式能够防止不同类型井眼产生的干扰，同时也缓解了较高的水平应力。
对于井壁而言，组合方案还能够起到必要的保护作用。
2 对于开采井实效的分析
从现状来看，各种类型的煤储层多数都具备三低的特性：储层饱和度低、开采压力低以及渗透程度低。
在开发煤层气的过程中，相关人员就应当因地制宜，优先选择最适合用于开采的井型组合。
只有选择了适当的井型，才能确保获得显著的煤层开采实效。
截至目前，地面煤层气开发通常选择了垂直压裂井的开采方式，这种方式对应的是U型井以及水平井。
最近几年，国外某些地区又相继研发了新型的V型井，用这种开采方式来提高单井的整体产能，从而显著提高总的产气量。
例如：美国现已研发了羽毛状的煤层气水平井，这种开采井设有四个方向的分支，最高能够达到每天140000m?的煤层气采掘总量。
相比于发达国家，我国现有的煤层气开采井仍比较单一。
从各地现状来看，各地煤层都具备独特的地质特性。
经过综合考虑，可以视情况引入组合型的煤层气开采方式，借助这种方式来确保最高的单井煤层气产能。
与此同时，提高单井产能也可以减小投入的总成本。
通常情况下，煤层气开采井可以分为羽状开采井、V型以及U型的开采井等。
经过详细的勘验和测查之后，设计人员就可以选择某一类型的组合开采井方案。
通过综合比较可知：锚形的开采井具备了最大的控制面积，因而也表现出最高的单井产气量。
经过全方位的改进后，组合开采井能够节省10万元左右的设计费用以及工程费，因此也提高了经济收益。
相比于传统模式，煤层气组合式的开采井可以提升综合的单井产能。
在各种类型的组合开采井中，锚型的水平井具备了最高的单井产能。
引入组合方案之后，采气成本获得了降低，煤层气开采也获得了显著的经济实效。
然而截至目前，组合的煤层气开采井方案仍没能达到完善，通常存在施工困难、井壁稳定性较低、畅通性不足等缺陷。
为此，在设计开采井的过程中就需要因地制宜，同时考虑到多环节的开采流程。
未来的实践中，设计人员还需要不断归纳经验，服务于煤层气开采的综合实效提高。
参考文献：
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[2]赵阳升，杨栋，胡耀青，段康廉，冯增朝，赵岚.低渗透煤储层煤层气开采有效技术途径的研究[J].煤炭学报，2001（05）：455-458.
[3]付利，申瑞臣，乔磊，周伟强.煤层气开采井组合方案设计与分析[J].石油钻探技术，2012（02）：87-92.。