摘要
本论文从煤层气藏地质、区块煤层气井产能特征研究，压裂曲线特征研究，排采控制研究四个方面出发，得出如下主要成果: 1、完善煤层气井的压裂曲线形态与裂缝系统的关系模型 模型主要有八种，分别是下降型、大波浪型、平缓型、攀升型、先降后升型、波浪型、快速下降型、后裂缝型。压裂曲线的形态反映了井筒周围煤储层的裂缝系统特征，其中下降型和快速下降型，体现井筒周围单组节理裂缝系统的发育特征，区别在于发育的规模大小;波浪型和大波浪型，表明压裂流体从一个主裂缝转移到另一个主裂缝系统，体现多组节理系统的发育特征;平缓型，表明井筒周围发育比较小型的裂缝系统;攀升型，表明井筒所处于的位置属于裂缝系统不发育;先降后升型，表明在井筒周围只存在小型的节理裂缝系统。后裂缝型，表明井筒周围存在小型的裂缝系统，井筒远端发育较大型裂缝系统。 2、提出煤层气井初次破裂压力与气藏骨架破碎程度的关系 煤层气井的破裂压力与煤层气藏骨架的破碎程度存在相关关系。将沁水盆地南部各区块构造发育简单部位的煤层气井的破裂压力与埋深进行线性回归函数分析，可拟合了各个区块构造简单时的破裂压力值，拟合的破裂压力值与区块破裂压力的平均值之差(▽P)可体现区块煤层气藏骨架的破碎程度。 3、煤层气藏决定区块产能及煤层气产出特征 各区块煤层气藏的含水性的特征决定了煤层气井的产水特征，潘一区块气藏的含水性比较少，决定了潘庄区块50％的井的累计产水量少于压裂液的注入量，潘二区块、成庄区块、郑1区块煤层气藏的含水性基本类似，都属于中等含水性的气藏;樊庄区块的煤层气藏含水性最高，仅14％的煤层气井累计产水量少于压裂液的注入量。 潘一区块煤层气藏游离气含量高、成熟度高，含气饱和度高，决定了潘一区块初期产气量的最高，日均产气量最高，最高产气量最高。潘二区块煤层气藏的成熟度有所下降，导致潘二区块初期产气量，日均产气量和最高产气量的平均值有所减少。 成庄区块煤层气藏游离气含量较高、成熟度较高，含气饱和度较低，决定成庄区块初期含气量较高与潘二区块类似，日均产气量和最高产气量相对潘二区块都有所减少。 樊庄区块断层比较发育，断距比较明显，造成了樊庄区块的气藏的分异度。樊庄区块煤层气藏的游离气的含量相对潘庄和成庄区块低，相对郑庄区块高，属于中等游离气含量，使得樊庄区块煤层气井的初期产气量一般200m3左右。樊庄区块中，樊北区块煤层气藏的成熟度相对较高，使得樊北区块煤层气的最高产气量和日均的平均值都较高，由于分异度较高和部分位置含气饱和度低，造成部分煤层气井几乎不产气。樊南区块煤层气藏的成熟度中等，含气饱和度中等，形成了樊南区块煤层气井日均产气量和最高产气量都比较稳定的特征。 郑庄区块煤层气藏的游离气含量少，成熟度低，含气饱和度较高，决定了郑庄区块煤层气井产气困难，相对潘庄、成庄、樊庄区块来说，平均产气量、日均产气量和最高产气量的平均值最低。 常压状态下，潘一区块的气水比为5086，潘二区块的气水比为1226，成庄区块的气水比为177。樊北区块的气水比达到692，樊南区块的气水比达到489，郑1区块的气水比达到84，郑2区块的气水比达到134，气水比基本可体现气藏中可解吸气的比例与自由水的比例。 煤层气藏地质条件及气藏成熟度、气水配置关系决定了区块煤层气的产出特征。潘一区块气藏的成熟度高，含气饱和度高，气藏含水少，富气带影响范围大，形成了潘一区块特有的衰减型的气体产出特征。潘二区块气藏成熟度较高，含气饱和度高，气藏含水性中等，形成了潘二区块产水井产气量缓慢升高的产出特征。成庄区块煤层气藏成熟度高，游离气含量少，气藏中等含水性，决定了无论煤层气井井筒位于富水带、富气带、富水富气带中间三种部位，煤层气井产气初期产气量较低，但随着排采的进行，压力波及到越来越多的潜触发孔隙面，形成了后期的产气增高。樊庄区块气藏的含水多，成熟度中-高，含气饱和度中-低，决定了樊庄区块煤层气产出特征差异性比较明显，而产出特征是由井筒附近气藏的成熟度，含气饱和度、含水性等综合配置关系影响的，如果井筒位于富水带，且成熟度较低，含气饱和度较低，使得裂缝通道的暴露孔隙面基本为难触发孔隙面，与内部的解吸场形成了阻隔空间，使得煤层气产出困难，体现为产水井产气断续的特征。郑庄区块煤储层埋深较大，地应力比较高，气藏的成熟度较低，煤储层的孔隙类型为难触发孔隙。因此，煤储层压力降的传递非常困难，也形成了断续型的产出特征。 因此:通过煤层气井产能与气藏流体关系和压裂特征与煤层气藏骨架特征的研究，为煤层气藏早期成熟度的识别提供一定的指导意义。 综合来说:区块煤层气藏的特征决定了区块产能的特征，控制产能的主控地质因素是区块气藏的综合发育特征。 4、控制产能的工程因素 通过对相对区块背景的排采地质因素的煤层气井的产气量与停井情况进行分析可知:在排采的关键期长时间的停泵停抽、累计停井时间较长、停井次数较多均易造成储层伤害，影响煤层气产出。若煤层气产出的裂缝通道中或井筒中存在煤粉堵塞，均对煤层气的产出存在影响，研究发现:过高的提高排采制度和长时间的停电会对煤储层中的粉源产生启动的效应，造成煤层气井低产。 二次压裂适合由于煤储层煤粉堵塞而导致的煤层气产量较低的低产井。但是容易加重煤层气藏微裂隙水锁效应，破坏原本平稳的解吸渗流平衡，增加了压裂后煤层气解吸难度，制约煤层气的产出。
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