煤层气单相注入／压降试井方法评价

文章编号：１６７２－５０５０（２０１３）０６－００７８－０３张明波（山西省地质矿产研究院，山西太原０３０００６）摘要：煤储层参数是决定一个区块煤层气资源开发、利用的重要指标，本文介绍了通过煤层气试井获取煤储层的评价参数的方法并结合实际测试经验对煤层气试井的设计，工艺技术、关键过程控制、测试成果及解释等重要环节分析研究，提出了注入／压降测试的优缺点及适应性，建议继续深入发展煤层气不同开发阶段注入／压降试井方法，注意对多相流影响的作用。

关键词：煤储层参数；注入／压降试井；成果解释；试井适应性中图分类号：ＴＤ８４２文献标识码：A煤层气单相注入/压降试井方法评价收稿日期：２０１２－１０－２６作者简介：张明波（１９７４－），女，山东曹县人，大专，助理工程师，从事煤层气开发研究工作。

1工程概述煤层气试井的主要目的是获取煤储层的评价参数，为煤层气井的勘探开发和生产潜能评价提供科学依据。

通过单相注入／压降试井方法对煤层进行测试，获取渗透率（k ）、储层压力（P ｉ）、表皮系数（S ）、影响半径（r ｉ）、储层温度（T ）等煤储层参数，煤层气试井测试包括两个方面：第一测试资料的获取。

采用单相注入／压降现场测试获取基础资料；第二测试资料的解释评价通过对现场测试获取资料进行分析、解释，得到关于地层、煤储层参数信息，为煤层气排采、评价提供科学依据。

2单相注入／压降试井测试设备试井主要设备包括：注入泵、裸眼封隔器、井下关井工具、电子存储式压力计等设备，如表１所示。

3单相注入／压降试井测试方法设计3.1单相注入/压降试井的设计与实施注入／压降试井是单井压力瞬变测试，适用于高、低压储层，是目前煤层气井测试中最常用的方法。

它以稳定的排量，低于煤层破裂压力的注入压力，向井中注水一段时间，使井筒周围产生高于原始储层压力的分布区，然后关井，使其井底压力与原始储层压力趋于平衡。

注入和关井阶段采用压力计记录井底压力随时间的变化；通过分析数据，求取煤储层的参数。

1999年3月油　气　井　测　试第8卷　第1期煤层气井注入/压降试井测评分析韩永新X庄惠农(石油勘探开发科学研究院廊坊分院) 摘要　煤层气井注入/压降试井关井压降数据的双对数曲线形态常会出现变异。

如何分析这种变异,是决定试井解释结果是否准确可靠的关键。

本文通过对现场施工记录及测试资料的综合分析,提出了一种从工艺角度评价煤层气注入/压降试井资料的分析方法,即“测评分析方法”。

应用此方法,可查明曲线变异的原因,确保试井解释结果的可靠性与准确性,为今后的测试施工及资料解释提出了指导性建议。

主题词　煤成气　注水井测试　压力降落试井　分析方法注入/压降试井方法,以其施工工艺相对简单、测试资料解释结果可靠性强的优势,成为我国煤层气勘探评价中普遍应用的方法。

但从目前已测取的部分资料看,在测试施工工艺技术、测压资料的解释上存在着特别值得注意的问题。

本文通过实测井例分析,提出了一种从工艺角度评价煤层气井注入/压降试井资料的分析方法,即“测评分析方法”。

注入/压降试井的工艺过程注入/压降试井的原理是采用地面小型注入泵向地层以稳定的排量注入流体,注入一定时间后关井,通过对井底压力随时间变化的分析,求取煤层的各项参数。

由于煤层在原始条件下通常为水饱和,所以目前煤层气井注入/压降试井的注入流体一般采用清水,以确保整个测试过程中煤层内始终保持单相水流动。

目前现场实施的注入/压降测试中,测试工具的操作过程一般如下:1.根据设计的施工进程选择合适的井下存储电子压力计,将压力计编好程序,装入测试工具下端的筛管中;2.将整套测试工具安装好,按预定深度下放到测试层的上方,坐封封隔器。

并将测试管柱上端与地面流程连接;3.开泵向油管中灌满水,观察液面上升情况,检查测试管柱的密封性;4.打开注入阀,按设计的注入压力和速率向煤层注水,记录注入压力和水量变化;5.按设计的时间停止注水并关井,记录压力降落;6.进行地应力测试;7.结束测试,解封封隔器,起出测试工具。

基于试井结果的煤层气资源开发潜力评价煤层气注入/压降试井是认识和评价煤储层的重要手段，基于试井结果和统计资料，从煤层破裂压力、试井渗透率及储层压力三个方面分析了贵州某矿区煤层气资源开发潜力。

结果表明：研究區煤层气资源丰富，煤储层破裂压力较大，渗透率普遍偏低，现有技术条件煤层气资源开发有一定难度。

标签：煤层气；试井；破裂压力；渗透率；储层压力；贵州引言试井是认识和评价煤层气藏的重要手段，也是获得煤储层信息最主要、最有效的技术方法之一。

煤层气试井技术源于常规油气，但由于煤储层自身的特殊性，决定了常规油气试井技术在煤层气井的应用受到限制，有的技术甚至不能采用，有些方法需要改进[1]。

实践证明，注入/压降试井适合我国的煤层气试井方法[2]，可以获得煤层的储层压力、渗透率及地应力等重要参数。

文章将通过贵州某矿区的煤层气试井结果，分析该地区的煤层气资源开发潜力。

1 区域地质背景贵州省煤及煤层气资源十分丰富，全省预测2000m以浅煤炭资源量2463亿吨，居全国第5位，2000m以浅、含气量大于4立方米/吨可采煤层气地质资源量31511.59亿立方米，占全国煤层气资源总量的22%左右，同样评价标准下的煤层气资源量位列全国各省区第二[3]。

研究矿区位于贵州省黔西南州北部乌蒙山区，扬子地台南西缘，区内煤炭资源丰富，理论储量172亿吨，其中800m以浅资源量约35亿吨，居黔西南之首。

区内煤炭资源主要分布于普安县南部的青山向斜内，中部的旧普安向斜东端、碧痕营背斜西端及北部晴隆向斜北西翼有少量分布。

沉积环境海陆交互，二叠系龙潭组为该县主要含煤地层。

岩性以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤层、泥质灰岩为主，夹薄层菱铁矿，其中含煤12～55层，可采及局部可采煤层4～8层，一般为瘦煤、贫瘦煤、贫煤及无烟煤。

统计资料显示[4]，研究区煤层气资源丰富，煤层含气量一般大于8立方米/吨，介于5.33～26.47立方米/吨之间，平均12.18立方米/吨，且随着埋深的增加有增加的趋势，煤层气资源理论勘探开发潜力巨大。

煤层气井注入/压降试井工艺方法及存在的问题作者：任平来源：《价值工程》2010年第02期摘要：目前在确定煤层气井的渗透率及储层参数时，广泛采用注入／压降测试的方法，单项注入／压降测试是目前煤层气勘探开发中最常用、最_有效的试井方法。

本文全面阐述了煤层气井注入／压降试并的施工工艺、施工工艺中存在的问题。

关键词：煤层气井；工艺方法；存在的问题0引言要科学合理地开发煤层气田，首先就需要深入了解煤层气层的特性，在这其中最重要的参数之一是煤层气层的渗透率，这是开发方案编制、井网密度部署、压裂设计、生产产量配置等的依据。

因此，准确地确定煤层气层的渗透率具有重要的意义。

试井是获取煤层气井特性的重要手段和方法之一，煤层跟常规砂岩有很大区别，煤层气的存储方式主要是吸附在煤岩中，并且由于煤储层渗透率、原始地层压力都比较低，如果采用常规试井的方法，在开井期间则很容易造成水、气同出，且由于储层渗透率相对较低，压力恢复时间过长，在测试过程中很难准确取得煤储层的地层真实压力，所以就使试井解释很难准确的确定储层参数。

1施工设备1.1地面注入设备地面注入设备包括注入泵、储液罐、高、低压管汇、压力表等，目的是将储液罐中的液体以高压注入井中。

1.2地下测试工具井下测试设备由井下关井阀、封隔器、电子压力计等组成，目的是为了准确连续记录及关井状态下井底压力及温度，进而求取各项煤层参数。

1.3地面直读设备在注入及关井阶段的参数可通过井下直读电子压力计随时反映到地面计算机上以监测和分析数据。

能提高试井的成功率，但设备要求条件多且成本过高。

1.4试井数据分析及解释软件试井数据分析及解释软件PanSystem是由英国EPS公司开发编制的，用于试井数据准备、数据分析和处理，数据分析主要通过图形并结合表格的形式进行操作，使得结果比较直观，操作简单、容易。

2现场施工工艺2.1试井测试设备准备对测试设备、仪表、压力计等进行性能检验，合格后方可使用。

2.2地面设备准备对试井设备进行检查、保养。

煤层气井注入-压降试井工艺方法及存在的问题煤层气注入压降要科学合理地开发煤层气田，首先就需要深入了解煤层气层的特性，在这其中最重要的参数之一是煤层气层的渗透率，这是密度部署、压裂设计、生产产量配置等的依据。

因此，准确地确定煤层气层的渗透率具有重要的意义。

试井是获取煤层气井特性的重要手段和方法之一，煤层跟常规砂岩有很大区别，煤层气的存储方式主要是吸附在煤岩中，并且由于煤储层渗透率、原始地层压力都比较低，如果采用常规试井的方法，在开井期间则很容易造成水、气同出，且由于储层渗透率相对较低，压力恢复时间过长，在测试过程中很难准确取得煤储层的地层真实压力，所以就使试井解释很难准确的确定储层参数。

1.施工设备1.1 地面注入设备地面注入设备包括注入泵、储液罐、高、低压管汇、压力表等，目的是将储液罐中的液体以高压注入井中。

1.2 地下测试工具井下测试设备由井下关井阀、封隔器、电子压力计等组成，目的是为了准确连续记录及关井状态下井底压力及温度，进而求取各项煤层参数。

1.3 地面直读设备在注入及关井阶段的参数可通过井下直读电子压力计随时反映到地面计算机上以监测和分析数据。

能提高试井的成功率，但设备要求条件多且成本过高。

1.4 试井数据分析及解释软件试井数据分析及解释软件PanSystem是由英国EPS公司开发编制的，用于试井数据准备、数据分析和处理，数据分析主要通过图形并结合表格的形式进行操作，使得结果比较直观，操作简单、容易。

2.现场施工工艺2.1 试井测试设备准备对测试设备、仪表、压力计等进行性能检验，合格后方可使用。

2.2 地面设备准备①对试井设备进行检查、保养。

②封隔器地面装配。

③通井循环，确保测试管柱起下通畅、井底干净、测试煤层完全裸露。

④用钢丝绞车探测井深，并与钻探井深和测井所测井深结果对比。

⑤根据测井结果和岩芯确定封隔器座封位置。

⑥地面连接下井测试管柱，记录每一部件的名称、尺寸及长度。

⑦组织施工及有关协作人员，交待测试注意事项并分工，确保测试顺利进行。

煤层气井注入／压降方法及存在的问题摘要：要想合理的开发煤层气田，就必须要了解煤层气层的特点，获得煤层气层的相关信息。

其中，煤层气层的渗透率不仅对开发方案的编制和生产产量配置有着重要的影响，而且对井网密度部署和压力设计也有着重要的意义。

所以施工人员在开发煤层气田的过程中，必须经过科学、准确的操作，确定煤层气层的渗透率，而试井则是获取煤层气井特性的主要方法之一。

本论文就新疆维吾尔自治区煤炭煤层气测试研究所在新疆库拜煤田东部煤层气资源预探项目kc-4井注入/压降试井和原地应力测试任务的前提下，以该试井的施工设计为基础，对煤层气井注入／降压方法及存在的问题进行了研究。

关键词：煤层气井、注入／压降试井、方法、问题为了获取煤储存参数，注入／压降试井被广泛的运用到煤层气测试的工程中，但是由于施工设计不合理，工作人员操作不规范以及不正确的模型选择等问题，在测试过程和测试结果方面，往往会出现很多的问题。

接下来本论文将围绕着新疆维吾尔自治区煤炭煤层气测试研究所在新疆库办煤田东部煤层气资源预探项目Kc-4井注入压降时间和原地应力测试任务，以kc-4井的试井成果报告和试井施工设计为依据，对注入／压降试井这一方法的操作过程和操作过程中应该注意的问题进行了分析，希望能为这一工作的顺利进行做出一点贡献。

1注入／压降试井的含义它是一种单级井压力瞬变测试，适用于高、低压储层，而且是目前煤层气井测试中最常用的一种试井方法。

它是通过稳定的排量低于煤层破裂压力的注入压力，向井中注水一段时间，在井筒周围产生一个高于原始储存的压力分布区，关井之后，使得压力与原始储存压力逐渐趋于平衡。

2试井目的及要求通过对kc-4井煤层进行注入／压降试井，获取煤层的有效渗透率，原始地层压力表皮系数及调查判定等参数。

通过对kc-4井进行原地应力测试，获取煤层原地应力破裂压力及梯度等参数值。

通过采用注入/降压试井的方法进行本次测试工作，对该井的煤层气生产潜能评价和开发实验提供可靠的参数依据，如：提交渗透率，储存压力，表皮系数，调查半径，闭合压力等煤层参数。

煤层气井试井方法注入/压降测试法1范围本文件规定了煤层气井注入/压降试井方法的术语、仪器设备、试井设计、施工程序、数据采集、资料解释及试井成果报告等技术内容。

本文件适用于煤层气井钻井过程中或完井后进行的测试，旨在获取煤层渗透率、储层压力、表皮系数、探测半径、原地应力等参数。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T31537煤层气（煤矿瓦斯）术语GB/T17745石油天然气工业套管和油管的维护和使用SY/T6580石油天然气勘探开发常用量和单位3术语和定义GB/T31537-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1注入/压降测试法Injection/fall-off well test通过向煤层恒量注水和关井，测试井底流压随时间的变化，获得各项储层参数。

[来源：GB/T31537-2015,4.4.2]3.2注入排量injection displacement试井时单位时间内注入储层的液体量。

[来源：GB/T31537-2015,4.4.7]3.3注入压力injection pressure注水时注入井的井底压力。

注入压力等于注入井井口压力与注入井内液柱压力之和。

[来源：GB/T31537-2015,4.4.8]3.4注入时间injection time注入井从开始注入到注入结束所用的时间。

[来源：GB/T31537-2015,4.4.9]3.5关井shut in关闭测试阀门或装置，使得地层压力系统成为一个独立系统。

3.6关井时间shut-in time关闭测试阀门或装置，使地层压力得以恢复的持续时间。

3.7关井工具shut-in device用于井下关井或井口关井的阀门或着装置。

3.8开井open well打开测试阀门或装置，使得地层压力系统与测试压力系统进行连通。