1、PDF外文：http:/ 1 中文 10700 字 出处： Palmer I. Coalbed methane completions: a world viewJ. International Journal of Coal Geology, 2010, 82(3): 184-195. 煤层气完井：一种世界的观点 Ian Palmer Higgs-Palmer Technologies 10140 Arroyo Crest Drive NW, Albuquerque, NM, 87114, USA 摘要 ： 由于钻进深度通常较浅，因此煤 层
2、气钻井成本较为低廉。深度较大的钻井通常会降低煤的渗透率以及开采率。对于煤层气开发商来说，低渗透率是不利的因素（致命弱点），成功的开采煤层气需要寻找那些渗透性较强的地层，选择利用煤层气水平压裂钻井，以及有可能通过“新范式”的方法，如剪切破碎和储层压裂来“创造”渗透性。本文主要讨论了渗透率在选择完井工艺中的影响和世界范围内一些完井工艺的例子。提供的指导方针都是新型的，实用的（包括渗透带和决策树），而且应该是对任何煤层气钻井的完井方法都是有益的。 关键词： 煤层气；渗透率；完井方式；断裂；产量
3、; 1 引言 和常规砂岩井不同，由于还没有太多的共识，煤层气的完井和增产一般选择反复试验的方法。这方面的一个很好的例子是在澳大利亚煤层气完井和增产（ Kubenk， 2006） 中形成的。然而，这是一种成本较高的方法。此外，渗透率在煤层气可采性和完井中的作用并没有得到充分的认识（ Palmer， 2008） 。现在，经过美国 30 多年的煤层气生产，已经有了煤层气的普遍性生产原则和决策树，它们指导开采商选择完井，这也是
4、本文的主题所在。 本文阐述了渗透性在煤层气成功完井中的至关 重要性。有关不同煤层气完井的评论已经发表，但这些论述主要是集中针对特定的盆地或地区的（ Holditch，1990； Crameron， 1992； Palmer et al， 1993， 1995； Robinson and Holditch， 1999） 。有篇论文是寻索煤层气生产趋势（跨流域）以及建立储集层和完井参数 (Palmer and Cameron,2003)的函数关系，虽然在本文中揭示了不同的行业观点，但依然没有太多的共识。 （煤层气完井：一种世界的观点） 2 渗透率地质预测尚未被
5、讨论过，因为这是一个庞大而（有时）有争议的问题，这超出了本文的范围 。此外，基于地质预测更多的是定性而非定量的分析，而本文的重点是渗透率的定量测量。 本文主题的讨论并不过于严格，否则那将需要提交并分析美国 30 多年的煤层气数据以及从从其他开发利用煤层气国家那里的数据。在这一方面，读者可以参考上面的引用文（所有评论文章），特别是 Palmer 和 Crameron 的文章（ 2003年）。 有效应力对煤渗透率的影响，我们在这篇文章中不做讨论。本文的主要信息是关于对远景煤层气项目的煤渗透率的测量以及据此如何选择完井。对于测量渗透率来说，压力和深度对煤渗透率的潜在影响是无关
6、紧要的。 在介绍完 煤层气生产世界化背景之后，本文将讨论渗透率在选择煤层气完井以及在某些完井示例中的作用。我们把渗透带作为煤渗透率的范围，从而确定哪种完井类型才是首选的完井方式。在另一个层面上，这种做法把包含各种完井选择的决策树作为煤层渗透率的函数。这种方法是新型的，实用的，而且对任何煤层气完井策略都应是有益的。 2 全球背景 随着加拿大，澳大利亚，印度和中国等国家（ Palmer， 2008） 对煤层气的积极开采，煤层气（ CBM） 已经成为具有全球意义的资源。在地球另一端的某些地方，如英国，法国，土耳其和哥伦比亚等国家拥有的煤层气资 源较少，
7、虽然他们都在积极的尝试，但至今仍无法发展煤层气产业。良好的气体含量和煤层厚度总是具有吸引力，但开采煤层气的障碍往往是渗透性太差（小于 1mD） ，而这对该项目的经济性是至关重要的。 在美国 San Juan 盆地（见图 1） ，英国石油公司和康菲石油公司是两个最大的煤层气生产商，其中，英国石油公司已拥有 1500 多口井，而康菲石油公司拥有 800 口生产井（ Palmer， 2008） 。对两个公司加以比较：在北 Appalachian 盆地Virginia 地区， CNX 天然气公司拥有 2500 口小生产井，而在 Powder River 盆地（图 1） ，那里现在有超过 1
8、7000 口生产井（ 8000 口封闭井），产量十分可观，可达 1133MMcfd。探明储量和产量的数据显示，在过去 15 年煤层气生产近乎直线式增长，储量和产量几乎相当于美国天然气总产值的 10%，这是一个相当显著的（煤层气完井：一种世界的观点） 3 临界值。最近的一项估计数据表明，目前美国大约有 90000 口煤层气井。 图 1 美国煤层气资源分布 （ Courtesy of Andrew Scott， Altuda， San Antonio， Texas） 澳大利亚有很多易于开采的煤炭，火力发电使得油气价格
9、被人为地压 低，这让它仍很难与煤层气的价格竞争（ Palmer， 2008） 。不过，当地的主要煤层气公司已合并，并宣布了几项 LNG 工厂建设计划（销售到日本等等），这也提高了煤层气的价格。有些地区其渗透性可达几百 mD，而最大的井产量约为 12MMcfd。在寻求最优价格完井方面，开釆商一直未拿定主意（ Kubenk， 2006） ，从简单的裸眼完井，洞穴完井，水力压裂，射孔以及包括水平井压裂裂缝（两井呈“人”字形模式）在内的各种完井方式之间不断变化。 在加拿大，商业煤层气项目均在加拿大西部沉积盆地中（ WCSB） ，其中最大的煤层气项目位 于 Alberta 省的马蹄峡谷，那里有成千上万口井。该项目于几年前开始，从渗透率 0.1100mD 的三十处相互独立的地裂缝生产出煤层气。虽然更多的资源在加拿大西部沉积盆地的 Mannville 地区形成，但这些地区煤的渗透率通常只有 1mD，除了某些“甜点”处的水平井能够开采煤层气外，其他地方难以生产。 中国煤炭储量十分丰富，煤层气含量总的来说也比较高。但是，渗透率通常很低甚至极低（过度剪切煤很常见），而且煤往往处在压力之下（ Marchioni，2008） 。煤层气产量为 2025MMcfd 的不同工程项目有三个：其 中两个是深度大
