矿业研究与开发

井号	最高产气量/(m₃/d)	平均产气量/(m₃/d)	最高产水量/(m₃/d)	平均产水量/(m₃/d)
L04	3 783	2 500.00	29.0	20.89
L05	3 580	2 263.59	28.0	11.01
L06	6 898	5 159.05	28.5	13.41
L07	7 824	5 329.43	36.0	13.98
L08	5 042	3 668.97	26.3	10.47
L09	3 247	2 151.35	28.4	9.20
L10	5 051	3 377.07	29.5	9.34

井号	最高产气量/(m₃/d)	平均产气量/(m₃/d)	最高产水量/(m₃/d)	平均产水量/(m₃/d)
L04	3 783	2 500.00	29.0	20.89
L05	3 580	2 263.59	28.0	11.01
L06	6 898	5 159.05	28.5	13.41
L07	7 824	5 329.43	36.0	13.98
L08	5 042	3 668.97	26.3	10.47
L09	3 247	2 151.35	28.4	9.20
L10	5 051	3 377.07	29.5	9.34

井号	稳定型	波动型	下降型
L04	5	1	4
L05	2	4	5
L06	0	4	7
L07	4	2	5
L08	4	1	5
L09	8	1	3
L10	0	1	9
占比	30.7%	18.6%	50.7%

井号	稳定型	波动型	下降型
L04	5	1	4
L05	2	4	5
L06	0	4	7
L07	4	2	5
L08	4	1	5
L09	8	1	3
L10	0	1	9
占比	30.7%	18.6%	50.7%

平均产气量/m³	平均埋深/m	含气量/(m³/t)	压裂液用量/m³	平均排量/(m³/min)	总砂量/m³	平均产水量/m³	卡泵时间/d	平均套压/MPa
2 500	748	13.75	8 333	7.51	607.00	20.89	0	1.13
2 264	750	13.54	6 061	7.29	438.78	11.01	0	0.99
5 159	695	14.50	8 108	8.43	559.44	13.41	5	1.12
5 329	674	15.23	7 001	8.18	480.02	13.98	10	1.52
3 669	633	14.87	8 766	8.30	639.64	10.47	0	1.59
2 151	582	14.80	8 939	6.13	562.28	9.20	0	1.45
3 377	556	14.34	5 273	8.05	359.74	9.34	20	1.16

平均产气量/m³	平均埋深/m	含气量/(m³/t)	压裂液用量/m³	平均排量/(m³/min)	总砂量/m³	平均产水量/m³	卡泵时间/d	平均套压/MPa
2 500	748	13.75	8 333	7.51	607.00	20.89	0	1.13
2 264	750	13.54	6 061	7.29	438.78	11.01	0	0.99
5 159	695	14.50	8 108	8.43	559.44	13.41	5	1.12
5 329	674	15.23	7 001	8.18	480.02	13.98	10	1.52
3 669	633	14.87	8 766	8.30	639.64	10.47	0	1.59
2 151	582	14.80	8 939	6.13	562.28	9.20	0	1.45
3 377	556	14.34	5 273	8.05	359.74	9.34	20	1.16

参数类别	影响因素	关联度	排序
地质	平均埋深	0.595	6
含气量	0.765	1
施工	压裂液用量	0.541	7
平均排量	0.684	2
加砂量	0.525	8
排采	平均产水量	0.605	5
卡泵时间	0.662	4
平均套压	0.666	3

参数类别	影响因素	关联度	排序
地质	平均埋深	0.595	6
含气量	0.765	1
施工	压裂液用量	0.541	7
平均排量	0.684	2
加砂量	0.525	8
排采	平均产水量	0.605	5
卡泵时间	0.662	4
平均套压	0.666	3

屯兰区块水平井压裂后产能影响因素分析

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陈伟东 ¹ , 宋晓夏 ¹^,² , 杜立强 ³ , 阎纪伟 ¹ , 刘彦飞 ¹ , 郭浩 ³ , 王昱 ¹

矿业研究与开发 | 采矿与矿山充填 2025,45(2): 106-115

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矿业研究与开发 |采矿与矿山充填 2025 , 45 (2) : 106 -115

屯兰区块水平井压裂后产能影响因素分析

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陈伟东¹, 宋晓夏¹^,², 杜立强³, 阎纪伟¹, 刘彦飞¹, 郭浩³, 王昱¹

作者信息

^1.太原理工大学矿业工程学院，山西　太原　030024

^2.煤系关键矿产资源精细勘查山西省重点实验室，山西　太原　030001

^3.山西西山蓝焰煤层气有限责任公司，山西　古交市　030200

作者简介:

陈伟东（1999—），男，山西新绛人，硕士研究生，主要从事煤层气地质研究。E-mail:2545274632@qq.com

Analysis of Influencing Factors of Horizontal Well Productivity After Fracturing in Tunlan Block

Weidong CHEN¹, Xiaoxia SONG¹^,², Liqiang DU³, Jiwei YAN¹, Yanfei LIU¹, Hao GUO³, Yu WANG¹

Affiliations

^1.College of Mining Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China

^2.Shanxi Key Laboratory of Fine Exploration of Coal-Based Critical Mineral Resources, Taiyuan, Shanxi 030001, China

^3.Shanxi Xishan Lanyan Coal Bed Methane Co., Ltd., Gujiao, Shanxi 030200, China

出版时间: 2025-02-25

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摘要

收起

根据屯兰区块7口水平井的排采资料，分析了水平井的产能特征，发现水平井的产水、产能出现较大的差异。从煤层埋深、煤层厚度、顶底板岩性等方面分析了地质因素对产能的影响，从压裂曲线特征、平均排量、压裂液用量和加砂量等方面分析了工程因素对产能的影响，以及从井口套压、排采连续性和产水量等方面分析了排采因素对产能的影响。结果表明：水平井的产气量受产水量影响，一般情况下，二者呈正相关关系，但产水量过大会导致产气量降低；水文地质条件对部分水平井的产能存在影响，煤层埋深、煤层厚度、顶板泥岩厚度的增加，均有利于煤层气的抽采；低排量压裂的水平井产气量低，压裂液用量与加砂量也应保持在一定范围，用量过大会导致产气量降低；下降型和稳定型压裂曲线占水平井压裂曲线的81.4%，曲线占比越高，产气量越大。在排采过程中，卡泵检修时间长、井口套压降低、产水过高均会导致产气量降低。采用灰色关联分析法分析得出，煤层含气量是水平井产能的主控因素。研究结果可为屯兰区块水平井开发提供参考。

关键词

水平井 / 煤层气 / 水力压裂 / 产能特征 / 灰色关联分析法

Abstract

收起

According to the drainage data of 7 horizontal wells in Tunlan block, the productivity characteristics of horizontal wells were analyzed. It is found that there are great differences in water production and productivity of horizontal wells. The influence of geological factors on productivity was analyzed from the aspects of coal seam buried depth, coal seam thickness and roof and floor lithology. The influence of engineering factors on productivity was analyzed from the aspects of fracturing curve characteristics, average displacement, fracturing fluid amount and sand addition. The influence of drainage factors on productivity was analyzed from the aspects of wellhead casing pressure, drainage continuity and water production. The results show that the gas production of horizontal wells is affected by the water production. In general, there is a positive correlation between the two, but too much water production will lead to a decrease in gas production. Hydrogeological conditions have an impact on the productivity of some horizontal wells. The increase of coal seam burial depth, coal seam thickness and roof mudstone thickness is conducive to the extraction of coal bed methane. The gas production of horizontal wells with low displacement fracturing is low, the fracturing fluid amount and sand addition should also be kept in a certain range, and excessive use will lead to a decrease in gas production. The descending and stable fracturing curves account for 81.4% of the horizontal well fracturing curves. The higher the proportion of the curve, the greater the gas production. In the process of drainage, the long maintenance time of the stuck pump, the decrease of the wellhead casing pressure and the high water production will reduce the gas production. The grey correlation analysis shows that the gas content of coal seam is the main controlling factor of horizontal well productivity. The research results can provide reference for the development of horizontal wells in Tunlan block.

Key words

Horizontal well / Coal bed methane / Hydraulic fracturing / Productivity characteristic / Grey relational analysis method

引用本文

陈伟东, 宋晓夏, 杜立强, 阎纪伟, 刘彦飞, 郭浩, 王昱. 屯兰区块水平井压裂后产能影响因素分析. 矿业研究与开发, 2025 , 45 (2) : 106 -115 .

Weidong CHEN, Xiaoxia SONG, Liqiang DU, Jiwei YAN, Yanfei LIU, Hao GUO, Yu WANG. Analysis of Influencing Factors of Horizontal Well Productivity After Fracturing in Tunlan Block[J]. Mining Research and Development, 2025 , 45 (2) : 106 -115 .

正文

收起

0　引言

收起

水力压裂技术是国内外常用的煤层气井有效增产措施，通过高压泵将压裂液挤入煤层中，扩展并延伸至煤层中的裂缝，提高煤储层裂缝的连通性和渗透率。在此过程中，注入支撑剂支撑裂缝，提高流体流动能力，增加煤层气产量^[1-2]。

影响煤层气井产量的主要因素有地质因素、工程因素和排采因素。地质因素包括沉积环境、构造背景、宏观煤岩学、水动力分布、顶板密封能力、埋深、煤层厚度、含气量、渗透率、裂缝特征、地应力、储层压力、临界储层比、临界解吸压力等。工程因素包括液柱高度、压裂液和支撑剂体积、等效泄气半径、煤粉生成引起的流速敏感性效应、生产初期工作液面下降速率、降压速率等^[3]。傅雪海等^[4]、李金海等^[5]研究了煤储层的相对渗透率和井底压力对煤层气产能的影响，使用合理的降压制度控制煤层气的排采速率，可以防止流体携带煤粉和支撑剂，延长产气高峰期。GAO等^[6]、刘人和等^[7]根据煤层气生产试井数据，重点分析了原始渗透率、煤层厚度、埋深、含气量、饱和度、临界解吸压力、水文地质条件等因素对直井产能的影响。赵欣等^[8]、陈振宏等^[9]、邵先杰等^[10]研究了地质、施工和排采制度等因素对直井产能的影响，施工时用液量越高，平均排量越大，加砂量越大，投产后气井产量越高，破裂压力梯度低的井产能高。崔泽宏等^[11]、张迁等^[12]研究了储层的地质特征、压裂缝长、应力系数和煤结构占比，并分析了以上因素对直井产气效果的影响。

在影响产气量方面也有学者用数值模拟进行分析。李国富等^[13]对比现今含气量与原位含气量，用数值模拟法预测了含气量的降低情况。梁冰等^[14]通过模拟认为煤层气产气量高和侵入岩区域的渗透率高、孔隙度大有关。任建华等^[15]采用数值模拟方法分析了柳林区块的直井产气情况，认为产气量低与压裂裂缝过早闭合使支撑效果变差有关。刘世奇等^[16]认为煤基质收缩效应和有效应力作用都会影响煤层的渗透率，从而影响煤层气井排采速率。前人主要研究了煤层气直井的产能因素，在分析水平井的产能因素方面的研究较少，同时需要从多方面对水平井的产能影响因素进行分析。

西山煤田屯兰区块煤层气资源丰富，截至2023年，屯兰区块已经施工了193口直井，抽采时间超过10 a，是我国煤层气开发时间比较长、资料较齐全的地区之一。随着直井的产能逐渐降低，2022年在直井范围内进行了水平井的压裂施工，但水平井的产能差异较大，研究水平井的产能控制因素有利于研究区的煤层气开发。

本文以西山煤田屯兰区块水平井的实际生产数据为基础，综合地质和施工资料，对水平井的生产特征进行逐步分析和总结。在地质方面，分析了煤层特征和水文条件对产能的影响；通过水力压裂曲线类型的占比、压裂液的排量和用量等参数与产气量的关系，分析了压裂施工对产能的影响；以及从排采连续性、井口套压、排水速率等方面说明了排采制度对产能的影响。综合以上因素，讨论水平井产能特征和差异的主控因素，以期为研究区周边煤层气开发提供参考。

1　水平井施工概况

收起

水平井位于西山煤田屯兰区块南部土地沟断层与王芝茂断层之间(见图1)，地质构造简单。由于研究区原有42口直井的产气量较低，普遍在500 m³/d以下，且产气量逐渐降低。在原有直井的基础上，在太原组8号煤层布置了7口水平井，分布在直井之间。L07井水平段长723 m, L10井水平段长676 m，其余井水平段长700 m。根据应力场模拟^[17]和微震监测，水平井水平段方向与最大水平主应力方向相近。

研究区7口水平井采用水力喷砂射孔工艺和连续油管底封拖动压裂，将施工曲线分为4个阶段：喷砂射孔阶段(A)；前置液阶段(B)；携砂液阶段(C)；停泵阶段(D)(见图2)。水平井压裂时分段为8~12段，段间距为60~80 m，施工排量为5.5~8.5 m³/min，压裂液用量为400~1 150 m³，携砂液占比为60%~75%，支撑剂为不同粒径的石英砂(20目、40目)，用砂量为15.83~80.7 m³，水平井压裂时的破裂压力为12.91~38.33 MPa，闭合压力为7.1~19.83 MPa。

2　水平井产能特征

收起

研究区水平井从2022年11月开始产气至2023年9月，取得了较为丰富的水平井生产动态资料，由于水平井的投产时间不同，开始产气的时间也不同，因此取相同排采时长(150 d)的产气数据分析了水平井的生产特征。

2.1　曲线特征

从水平井150 d的排采曲线来看（见图3），产气初期(30 d)，在埋深的作用下，产气量开始上升^[18]，根据水平井产水、产气曲线的变化特征，将水平井划分为3种类型：

（1）产水、产气峰值明显。L05井在产气30 d内出现第一个峰值，峰值较低^[19]，压裂效果较差。

（2）无峰值曲线连续。L04、L08、L09井连续产水、产气，但没有明显的峰值，产气初期的最高日产气量较低。

（3）无峰值曲线断续。L06、L07、L10井没有明显产气峰值；产气量在25 d内上升到4 000 m³/d以上，产气能力较高，初期的产气情况反映出压裂效果较好；但产气过程中出现的波动(如卡泵)也会影响产能。

2.2　产水、产气特征

屯兰区块7口水平井150 d的产能数据显示，水平井的平均产气量(Q_n)为：Q₇>Q₆>Q₈>Q₁₀>Q₄>Q₅>Q₉（见表1）。

水平井产气量的差异较大，水平井平均产气量小于等于2 500 m³/d的有L04、L05、L09，平均产气量在2 500~5 000 m³/d之间的有L08、L10，平均产气量大于5 000 m³/d的有L06、L07（见表1）。除了L07井，水平井的产水量都在20 m³/d以上；L04井排采100 d后产水量下降，而其余水平井排采25 d后，产水量出现不同程度的下降（见图3）。

由表1中水平井的产能数据可知，各水平井的最高产水量均达到25 m³/d以上，除L04井外，其余水平井的平均产水量普遍较低。L04 井的平均产水量最高，为20.89 m³/d；L09 井的平均产水量最低，为9.20 m³/d。平均产气量与平均产水量的关系图如图4 所示。由图4可知，各水平井的平均产气量越多，平均产水量也越多。

3　产能影响因素分析

收起

3.1　地质因素

3.1.1　煤层埋深、煤厚和含气量

根据研究区实际钻井和测井数据得知，8号煤埋深为530~850 m，煤层厚度为1.28~5.17 m。8号煤层埋深、煤层厚度和含气量的等值线如图5所示。由图5(a)可知，煤层从北向南埋深变大变薄。由图5(b)可知，土地沟断层和王芝茂断层之间的煤层气含量较高^[20]，屯兰区块水平井所在的8号煤层的含气量为9.5~16.7 m³/t，水平井区域的煤层气含量为12.5~16.5 m³/t。

煤层埋深、煤层厚度与平均产气量的关系如图6所示。由图6可知，当煤厚小于4 m时，随着埋深和煤层厚度的增加，L06、L07、L08、L10井产气量呈增大趋势；当煤层厚度大于4 m时，煤层埋深超过700 m, L04、L05井的产气量低，未超过2 500 m³/d，这是因为在煤层厚度大以及夹矸赋存时，射孔时会将部分夹矸射开，造成垂向渗透率的非均质性强，出现产气低的现象^[21]。

3.1.2　煤层顶底板岩性

根据煤层顶底板的岩性解释，研究区的8号煤层顶板主要有泥岩和L₁灰岩。

水平井所在区域的顶板以泥岩为主，泥岩岩性致密、塑性好、煤层气封盖条件好、含气量高。顶板泥岩厚度与平均产气量的关系如图7所示。除了L05井外，其余水平井顶板泥岩的厚度均随着埋深的增加而增加，厚度最大为1.07 m。煤层顶板泥岩越厚，煤层含气量越高，水平井的产能越高，L09、L04井产气量低可能和其他因素有关。

3.1.3　水文地质条件

研究区地下水位为700~750 m，地下水自东向西流动，地下水位与L04、L05、L06井的埋深接近。由于L04井离断层较近，裂缝较发育，且封闭性差，与地下水位埋深相近可能会导致地下水流到煤层中，使水平井出现产水量大的现象^[22]。

3.2　工程因素

3.2.1　平均排量

以L09井为例，采用两种排量的压裂施工（见图8），L09井施工时前八段使用较粗的油管压裂，总排量为5 m³/min，油套排量比为3:2，以油管压裂为主；后四段更换了细油管，总排量达8 m³/min以上，油套排量比为1:15，以套管压裂为主。

排量大有利于形成较宽的裂缝，降低压裂液的滤失，还能增大裂缝中支撑剂的运移距离，使裂缝扩展的更远。低排量的漏失量较大，携砂能力差，支撑剂易堆积，不能对裂缝形成有效支撑，裂缝难以向远端扩展^[23]，压裂效果差。整体来看，L09井以油管压裂为主，排量低，平均产气量为2 151.35 m³/d，平均产气量最低。

3.2.2　压裂液和加砂量

压裂液的主要作用是在煤层中产生人工压裂缝，增大煤储层的渗透率，从而提高煤层气井的产能。从压裂液用量和加砂量方面来说，加砂量占压裂液用量的6.3%~7.3%。

压裂液用量、加砂量与平均产气量的关系如图9所示。

取平均产气量的中位数L10井的产气量为中产井，L04、L05、L08、L09井的压裂液用量多，产气量少；L06、L07井的压裂液用量少，产气量多。大液量容易形成高流体压力，获得较长的压裂裂缝，同时压裂裂缝与天然裂缝的连通也能增加煤层的渗透性和连通性^[24]。随着压裂裂液用量和加砂量的增多，产能也在上升，如L06井。对比L04、L06、L07、L09井可知，压裂液用量、加砂量并非越多越好，过多也会使水平井的产能降低。

3.2.3　压裂效果

通常情况下，不同形态施工曲线与产气量的关系为：下降型>稳定型>波动型>上升型^[25-27]。将水平井75段压裂曲线分类后，只有下降型、稳定型和波动型3种类型的压裂曲线（见图10），施工中泵压无异常升高。

水平井压裂曲线类型见表2。统计压裂曲线的段数可得，稳定型和下降型曲线共占水平压裂曲线的81.4%。煤层厚度、埋深与下降型和稳定型曲线占比的关系如图11所示。整体来看，7口水平井的压裂效果较好，水平井的压裂效果随埋深和煤层厚度的增大而增大。压裂施工效果越好，越有利于水平井的产气。

3.3　排采因素

3.3.1　排采连续性

排采中断引起的地层压力波动会降低储层渗透率，影响煤层气的产出。由于L07、L08、L10井卡泵检修，产气曲线出现大幅度波动（如L10井，见图3)，产水、产气不连续，产气量降低。重新开始排采后，产气量恢复迅速，相比于L07、L08, L10井，产气量的增长相对较低，可能是L10井检修时间长导致储层渗透率降低^[29]。

3.3.2　井口套压

井口套压与产气量的关系如图12所示。

井口套压与日产气量相互影响。排采25 d时，井口套压与日产气量变化趋势十分相似，二者呈正相关关系，煤层产气量增加时，井口套压相应增加；排采25 d后，产气量增加，井口套压下降，二者呈负相关关系；产气75 d后，井口套压和产气量呈正相关关系，二者均开始下降。

井口套压和产气量的关系分为两种，一种是二者同时从0开始增加，开始产气时井口套压随产气量的增长而增长（见图12(a)）；另一种是在产气时井口套压已经达到一个初始值（见图12(b)）。

井口套压与产气量的第二种关系表现为：在产气过程中会产出一定量的煤粉，被气体携带至井口后，产生堵塞，使井口套压上升，产气量不增加。开始产气时井口套压已达到0.7 MPa（见图12(b)），排采过程中，集气管压的增大会减小管压和井口套压的压差，导致产气量下降，而套压可能会增加^[28]。

3.3.3　排水速率

一般来说，平均日产水量和平均日产气量之间呈正相关关系（见图4），产水量越多，产气量也越多，如L06、L07井产水量多，产气量也多。

随着产水量的增加，储层的有效应力也在增加^[30]，同时排水降压过快也会引起储层的压敏效应和速敏效应。产水过快时，压降速度也会变快，同时储层的有效应力增长也变快，造成孔裂隙压缩，导致渗透率降低，从而使水平井的产气量降低；例如L04井的产水过快，携带煤粉和支撑剂使渗透率降低，从而使产气量降低^[31]。产水量稳定时，当压力降低至反弹压力时^[32]，煤基质收缩使储层孔隙度和渗透率有一定幅度的增加^[33]，例如L09井产气量在60 d左右回升^[34]。控制产水能促使渗透率反弹、延长气井寿命、提高采收率^[35]。

4　产能主控因素分析

收起

利用灰色关联分析法，从数学统计的角度使用相关数据定量确定各影响因素与产能之间的关联度，比较各因素之间的关联度的相对大小，然后找出影响系统整体发展态势的主要因素，从而能够更加直观地分析这些因素的重要程度。水平井的地质、施工和排采参数见表3。

将煤层气井平均产气量作为参考数列，将8号煤层的埋深、含气量、压裂液用量、平均排量、加砂量、平均产水量、卡泵时间、平均套压等因素作为比较数列。

为确保分析的准确性，必须在进行灰色关联分析之前，对这些数据进行无量纲化以及标准化处理（见式(1)、式(2))，对比比较序列与参考序列的相似度Δ_i(k)（见式(3))，再求取参考序列与各比较序列在曲线各点的关联系数ξ_i(k)（见式(4))。

（1）

（2）

（3）

（4）

式中：Y₀(k)为标准化处理后的比较序列；Y_i为比较序列中的一组数据；Y_max、Y_min分别为比较序列的最大值、最小值；X_ij为参考序列中的一组数据；X_{i max}、X_{i min}分别为参考序列的最大值、最小值；X_ij(k)为标准化处理后的参考序列；ρ为分辨系数，ρ>0，通常取0.5;Δ_max、Δ_min分别为参考序列和比较序列绝对差值的最大值、最小值。

取各比较数列的ξ_i(k)算术平均值，从而得到一个能够表征整体关联程度的参数（见式(5))，便于比较序列之间的关联性。

（5）

式中：r_i(k)为对比序列与某一参考序列关联程度的平均值；N为这一参考序列的个数。

水平井压裂后产能灰色关联度及排序见表4。

关联性最高的4个因素分别为含气量、平均排量、平均套压、卡泵时间（排采连续性），这4个因素共同作用能够获得较高的产气量，而平均产水量、平均埋深、压裂液用量、加砂量对煤层气水平井产能的影响相对较小。

5　结论

收起

（1）在地质因素方面，产气量随着埋深和煤层厚度的增加而增加；顶板泥岩越厚，储层的封盖条件越好，在排采时会有更高的产气量；8号煤层位于地下水滞留区，水动力条件较弱，但含气性较好。

（2）在压裂施工方面，加砂量、压裂液用量与产气量之间的关系相似：加砂量、压裂液用量过大时反而会降低产气量；对比7口水平井，低排量的L09井的产气量最低。

（3）在排采制度方面，分析了排采连续性、井口套压和排水速率对产能的影响。在排采期间出现中断或停泵等情况时，可能导致储层压力波动并且由于堵塞裂缝导致渗透率降低，从而降低产气量；长期排采过程中发现井口套压与产气量曲线变化趋势相似。

（4）采用灰色关联分析法分析得出，含气量是影响产气量的主控因素，关联性较高的3个因素依次为含气量、平均排量和井口套压。研究结果可为屯兰区块水平井开发提供参考。

基金

收起

山西省科技重大专项项目(20201102002-1; 202101080301014)
山西省基础研究计划青年项目(20210302124109; 20210302123061)
国家自然科学青年基金项目(42302200)

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

ZHANG

J C

, BIAN

X B

. Numerical simulation of hydraulic fracturing coalbed methane reservoir with independent fracture grid[J]. Fuel, 2015, 143:543-546.

[2]

WANG

, HU

W R

, ELSWORTH

, et al. The effect of natural fractures on hydraulic fracturing propagation in coal seams[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2017, 150:180-190.

[3]

P P

, ZHANG

X D

, LI

, et al. Analysis of the key factors affecting the productivity of coalbed methane wells: a case study of a high-rank coal reservoir in the central and Southern Qinshui Basin, China [J]. ACS Omega, 2020, 5 (43):28012-28026.

[4]

傅雪海，秦勇，范炳恒，等.铁法DT3井与沁南TL007井煤层气产能对比研究[J].煤炭学报，2004(6):712-716.

Xuehai

, QIN

Yong

, FAN

Bingheng

，et al. Analogy on coalbed methane productivity of well DT3 in Tiefa Basin and well TL007 in southern Qinshui Basin[J]. Journal of China Coal Society，2004(6):712-716.

[5]

李金海，苏现波，林晓英，等.煤层气井排采速率与产能的关系[J].煤炭学报，2009，34(3):376-380.

Jinhai

, SU

Xianbo

, LIN

Xiaoying

，et al. Relationship between discharge rate and productivity of coalbed methane wells[J]. Journal of China Coal Society，2009，34（3）：376-380.

[6]

GAO

L J

, TANG

D Z

, XU

, et al. Geologically controlling factors on coal bed methane (CBM) productivity in Liulin[J]. Journal of Coal Science and Engineering, 2012, 18:362-367.

[7]

刘人和，刘飞，周文，等.沁水盆地煤岩储层特征及有利区预测[J].油气地质与采收率，2008(4):16-19.

LIU

Renhe

, LIU

Fei

, ZHOU

Wen

，et al. Characteristics and favorable area prediction of coal reservoirs in Qinshui Basin [J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2008(4):16-19.

[8]

赵欣，姜波，张尚锟，等.鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气井产能主控因素及开发策略[J].石油学报，2017，38(11):1310-1319.

ZHAO

Xin

, JIANG

, ZHANG

Shangkun

，et al. Main controlling factors of productivity and development strategy of CBM wells in Block 3 on the eastern margin of Ordos Basin [J]. Acta Petrolei Sinica, 2017, 38(11):1310-1319.

[9]

陈振宏，王一兵，杨焦生，等.影响煤层气井产量的关键因素分析：以沁水盆地南部樊庄区块为例[J].石油学报，2009，30(3):409-412.

CHEN

Zhenhong

, WANG

Yibing

, YANG

Jiaosheng

，et al. Influencing factors on coal-bed methane production of single well:a case of Fanzhuang Block in the south part of Qinshui Basin [J]. Acta Petrolei Sinica, 2009, 30(3):409-412.

[10]

邵先杰，王彩凤，汤达祯，等.煤层气井产能模式及控制因素：以韩城地区为例[J].煤炭学报，2013，38(2):271-276.

SHAO

Xianjie

, WANG

Caifeng

, TANG

Dazhen

，et al. Productivity mode and control factors of coalbed methane wells: a case from Hancheng region[J]. Journal of China Coal Society, 2013, 38(2):271-276.

[11]

崔泽宏，王建俊，刘玲莉，等.Bowen盆地北部M煤层气田水平井生产差异特征与主控因素分析[J].煤炭学报，2021，46(5):1660-1669.

CUI

Zehong

, WANG

Jianjun

, LIU

Lingli

, et al. Analysis on the difference of production characteristics and main factors for horizontal well in M coalbed methane field of Northern Bowen Basin[J]. Journal of China Coal Society, 2021, 46(5):1660-1669.

[12]

张迁，王凯峰，周淑林，等.沁水盆地柿庄南区块地质因素对煤层气井压裂效果的影响[J].煤炭学报，2020，45(7):2636-2645.

ZHANG

Qian

, WANG

Kaifeng

, ZHOU

Shulin

, et al. Influence of geological factors on hydraulic fracturing effect of coalbed methane wells in Shizhuangnan Block, Qinshui Basin[J]. Journal of China Coal Society, 2020, 45(7):2636-2645.

[13]

李国富，李贵红，刘刚.晋城矿区典型区煤层气地面抽采效果分析[J].煤炭学报，2014，39(9):1932-1937.

Guofu

, LI

Guihong

, LIU

Gang

. Analysis on the ground extraction effect of coal-bed methane at typical area in Jincheng, China [J]. Journal of China Coal Society, 2014, 39(9):1932-1937.

[14]

梁冰，陈天宇，孙维吉，等.侵入岩对煤层气区块产能影响的仿真研究[J].采矿与安全工程学报，2010，27(2):154-159.

LIANG

Bing

, CHEN

Tianyu

, SUN

Weiji

, et al. Numerical simulation of the effect of intrusive rock on CBM block productivity [J]. Journal of Mining & Safety Engineering, 2010, 27(2):154-159.

[15]

任建华，张亮，任韶然，等.柳林煤层气区块不同井型产能分析研究[J].煤炭学报，2015，40(增刊1):158-163.

REN

Jianhua

, ZHANG

Liang

, REN

Shaoran

, et al. Productivity analysis of different types wells in Liulin coalbed methane block [J]. Journal of China Coal Society, 2015, 40(Suppl.1):158-163.

[16]

刘世奇，方辉煌，桑树勋，等.沁水盆地南部煤层气直井合层排采产气效果数值模拟[J].煤田地质与勘探，2022，50(6):20-31.

LIU

Shiqi

, FANG

Huihuang

, SANG

Shuxun

, et al. Numerical simulation of gas production for multilayer drainage coalbed methane vertical wells in southern Qinshui Basin [J]. Coal Geology & Exploration, 2022, 50(6):20-31.

[17]

韩贝贝，秦勇，张志军，等.太原西山煤田现代构造应力场综合模拟[J].石油学报，2015，36(11):1392-1401.

HAN

Beibei

, QIN

Yong

, ZHANG

Zhijun

, et al. Comprehensive simulation on modern tectonic stress field of Xishan coalfield in Taiyuan [J]. Acta Petrolei Sinica, 2015, 36(11):1392-1401.

[18]

秦勇，吴建光，张争光，等.基于排采初期生产特征的煤层气合采地质条件分析[J].煤炭学报，2020，45(1):241-257.

QIN

Yong

, WU

Jianguang

, ZHANG

Zhengguang

，et al. Analysis of geological conditions for coalbed methane co-production based on production characteristics in early stage of drainage [J]. Journal of China Coal Society, 2020, 45(1): 241-257.

[19]

陶树，汤达祯，许浩，等.沁南煤层气井产能影响因素分析及开发建议[J].煤炭学报，2011，36(2):194-198.

TAO

Shu

, TANG

Dazhen

, XU

Hao

，et al. Analysis on influence factors of coalbed methane wells productivity and development proposals in southern Qinshui Basin [J]. Journal of China Coal Society, 2011, 36(2):194-198.

[20]

夏鹏.西山煤田古交矿区煤层气富集规律及产能主控因素研究[D].太原：太原理工大学，2017.

XIA

Peng

. The study of coalbed methane enrichment rule and productivity dominating parametes in the Gujiao area, Xishan coalfield [D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology, 2017.

[21]

吕玉民，汤达祯，许浩，等.沁南盆地樊庄煤层气田早期生产特征及主控因素[J].煤炭学报，2012，37（增刊2）：401-406.

LYU

Yumin

, TANG

Dazhen

, XU

Hao

，et al. Initial production characteristic and its controls in Fanzhuang coalbed methane field, Southern Qinshui Basin[J]. Journal of China Coal Society, 2012, 37(Suppl.2):401-406.

[22]

倪小明，杨艳辉，王延斌，等.沁中南断层不发育区多期构造运动作用下煤层气直井产水产气特征[J].煤炭学报，2016，41(4):921-930.

Xiaoming

, YANG

Yanhui

, WANG

Yanbin

, et al. Study on gas production and water production characteristics of CBM vertical wells under multi period tectonic movement of un-development fault in central south Qinshui Basin [J]. Journal of China Coal Society, 2016, 41(4):921-930.

[23]

胡秋嘉，张聪，贾慧敏，等.沁水盆地南部郑庄区块中北部煤层气直井增产新技术研究与应用[J].煤炭学报，2024，49(3):1518-1529.

Qiujia

, ZHANG

Cong

, JIA

Huimin

, et al. Research and application of a new stimulation technology for deep coalbed methane vertical wells in central and Northern Zhengzhuang block, southern Qinshui Basin [J]. Journal of China Coal Society, 2024, 49(3):1518-1529.

[24]

胡永章，唐煊赫，朱海燕，等.威荣深层页岩储层水力压裂多井压窜现象及机理[J].断块油气田，2024，31(5):851-857+863.

Yongzhang

, TANG

Xuanhe

, ZHU

Haiyan

, et al. Phenomenon and mechanism of multi-well frac hits hydraulic fracturing in Weirong deep shale reservoir [J]. Fault-Block Oil & Gas Field, 2024, 31(5):851-857+863.

[25]

蔡路，姚艳斌，张永平，等.沁水盆地郑庄区块煤储层水力压裂曲线类型及其地质影响因素[J].石油学报，2015，36（增刊1）：83-90.

CAI

, YAO

Yanbin

, ZHANG

Yongping

, et al. Hydraulic fracturing curve types of coal reservoirs in Zhengzhuang block, Qinshui Basin and their geological influence factors [J]. Acta Petrolei Sinica, 2015, 36(Suppl.1):83-90.

[26]

HAN

W L

, WANG

Y B

, LI

, et al. Recognizing fracture distribution within the coalbed methane reservoir and its implication for hydraulic fracturing: a method combining field observation, well logging, and micro-seismic detection [J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2021, 92:103986.

[27]

CHEN

, LIU

D M

, CAI

Y D

, et al. Fracturing curve and its corresponding gas productivity of coalbed methane wells in the Zhengzhuang block, southern Qinshui Basin, North China[J]. Energy Exploration & Exploitation, 2020, 38(5): 1387-1408.

[28]

李瑞，李俊阳，王生维，等.西山地区煤层气井流体产出特征及低产因素分析[J].煤炭科学技术，2018，46(6):126-131.

Rui

, LI

Junyang

, WANG

Shengwei

, et al. Analysis of fluid output characteristics and its controlling factors on low production of CBM wells in Xishan Area [J]. Coal Science and Technology, 2018, 46(6): 126-131.

[29]

吕玉民，柳迎红，陈桂华，等.沁水盆地南部煤层气水平井产能影响因素分析[J].煤炭科学技术，2020，48(10):225-232.

LYU

Yumin

, LIU

Yinghong

, CHEN

Guihua

, et al. Analysis of factors affecting productivity of CBM in horizontal wells in southern Qinshui Basin [J]. Coal Science and Technology, 2020, 48(10):225-232.

[30]

LIANG

, LIANG

Y W

, ELSWORTH

. Permeability evolution and production characteristics of inclined coalbed methane reservoirs on the southern margin of the Junggar Basin, Xinjiang, China[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2023, 171:105581.

[31]

YAN

X L

, TANG

S H

, ZHANG

S H

. Analysis of productivity differences in vertical coalbed methane wells in the Shizhuangnan Block, Southern Qinshui Basin, and their influencing factors[J]. Energy Exploration & Exploitation, 2020, 38(5):1428-1453.

[32]

裴柏林，郝杰，张遂安，等.煤基质膨胀收缩对储层渗透率影响的新数学模型[J].煤田地质与勘探，2017，45(1): 51-55.

PEI

Bolin

, HAO

Jie

, ZHANG

Suian

, et al. New mathematical model of the influence of coal matrix swelling and shrinkage on reservoir permeability [J]. Coal Geology & Exploration, 2017, 45(1):51-55.

[33]

任建华.渗透率动态变化对煤层气井产量的影响[J].天然气工业，2018，38(增刊1):62-64.

REN

Jianhua

. Effects of dynamic permeability changes on production of coalbed methane wells [J]. Natural Gas Industry, 2018, 38(Suppl.1):62-64.

[34]

邵先杰，董新秀，汤达祯，等.煤层气开发过程中渗透率动态变化规律及对产能的影响[J].煤炭学报，2014，39（增刊1）：146-151.

SHAO

Xianjie

, DONG

Xinxiu

, TANG

Dazhen

, et al. Permeability dynamic change law and its effect on productivity during coalbed methane development [J]. Journal of China Coal Society, 2014, 39(Suppl.1):146-151.

[35]

YAN

X L

, ZHANG

S H

, TANG

S H

, et al. Quantitative optimization of drainage strategy of coalbed methane well based on the dynamic behavior of coal reservoir permeability [J]. Scientific Reports, 2020, 10(1): 20306.

2025年第45卷第2期

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接收时间：2024-04-09
首发时间：2026-10-29
出版时间：2025-02-25

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收稿日期：2024-04-09

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作者信息

^1.太原理工大学矿业工程学院，山西　太原　030024

^2.煤系关键矿产资源精细勘查山西省重点实验室，山西　太原　030001

^3.山西西山蓝焰煤层气有限责任公司，山西　古交市　030200

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

井号	最高产气量/(m₃/d)	平均产气量/(m₃/d)	最高产水量/(m₃/d)	平均产水量/(m₃/d)
L04	3 783	2 500.00	29.0	20.89
L05	3 580	2 263.59	28.0	11.01
L06	6 898	5 159.05	28.5	13.41
L07	7 824	5 329.43	36.0	13.98
L08	5 042	3 668.97	26.3	10.47
L09	3 247	2 151.35	28.4	9.20
L10	5 051	3 377.07	29.5	9.34

井号

最高产气量/(m₃/d)

平均产气量/(m₃/d)

最高产水量/(m₃/d)

平均产水量/(m₃/d)

L04

3 783

2 500.00

29.0

20.89

L05

3 580

2 263.59

28.0

11.01

L06

6 898

5 159.05

28.5

13.41

L07

7 824

5 329.43

36.0

13.98

L08

5 042

3 668.97

26.3

10.47

L09

3 247

2 151.35

28.4

9.20

L10

5 051

3 377.07

29.5

9.34

井号	稳定型	波动型	下降型
L04	5	1	4
L05	2	4	5
L06	0	4	7
L07	4	2	5
L08	4	1	5
L09	8	1	3
L10	0	1	9
占比	30.7%	18.6%	50.7%

井号

稳定型

波动型

下降型

L04

L05

L06

L07

L08

L09

L10

占比

30.7%

18.6%

50.7%

平均产气量/m³	平均埋深/m	含气量/(m³/t)	压裂液用量/m³	平均排量/(m³/min)	总砂量/m³	平均产水量/m³	卡泵时间/d	平均套压/MPa
2 500	748	13.75	8 333	7.51	607.00	20.89	0	1.13
2 264	750	13.54	6 061	7.29	438.78	11.01	0	0.99
5 159	695	14.50	8 108	8.43	559.44	13.41	5	1.12
5 329	674	15.23	7 001	8.18	480.02	13.98	10	1.52
3 669	633	14.87	8 766	8.30	639.64	10.47	0	1.59
2 151	582	14.80	8 939	6.13	562.28	9.20	0	1.45
3 377	556	14.34	5 273	8.05	359.74	9.34	20	1.16

平均产气量/m³

平均埋深/m

含气量/(m³/t)

压裂液用量/m³

平均排量/(m³/min)

总砂量/m³

平均产水量/m³

卡泵时间/d

平均套压/MPa

2 500

748

13.75

8 333

7.51

607.00

20.89

1.13

2 264

750

13.54

6 061

7.29

438.78

11.01

0.99

5 159

695

14.50

8 108

8.43

559.44

13.41

1.12

5 329

674

15.23

7 001

8.18

480.02

13.98

1.52

3 669

633

14.87

8 766

8.30

639.64

10.47

1.59

2 151

582

14.80

8 939

6.13

562.28

9.20

1.45

3 377

556

14.34

5 273

8.05

359.74

9.34

1.16

参数类别	影响因素	关联度	排序
地质	平均埋深	0.595	6
含气量	0.765	1
施工	压裂液用量	0.541	7
平均排量	0.684	2
加砂量	0.525	8
排采	平均产水量	0.605	5
卡泵时间	0.662	4
平均套压	0.666	3

参数类别

影响因素

关联度

排序

地质

平均埋深

0.595

含气量

0.765

施工

压裂液用量

0.541

平均排量

0.684

加砂量

0.525

排采

平均产水量

0.605

卡泵时间

0.662

平均套压

0.666