Praxis der integrierten Frakturierungstechnologie des geologischen Ingenieurwesens für Niederwertige Kohle im Becken von Erlian

HAN MINGZHE ,  

YANG XIAOPING ,  

MA WENFENG ,  

XIAO MENGMEI ,  

WANG XUAN ,  

LIU YUHAN ,  

JIA WEI ,  

FANG HUILI ,  

ZHANG YANG ,  

LIAN XIAOHUA ,  

WANG QINGCHUAN ,  

NIE ZHIKUN ,  

摘要

Die Ressourcen für Gas aus niederwertiger Kohle in China betragen etwa 10,3×1012 m3, wobei das Becken von Erlian ein Viertel der Gesamtressourcen ausmacht und ein Potenzial für eine groß angelegte industrielle Entwicklung hat. Der Block von Jilgatang im Becken von Erlian hat Eigenschaften von "sechs niedrig und eins hoch", wie niederwertige Kohle (vitreöser Reflexionsgrad von 0,35 %), niedrige Temperatur (26,6 ℃), niedriges Elastizitätsmodul von Young (1 500~2 000 MPa), niedriger Druckkoeffizient (1,02~1,03), niedriger Gasgehalt (1,8 m3/t), extrem niedrige Dehnungsspannung (7 MPa), sehr dicke Kohleschichten (vertikale Dicke von 40~128 m). 22 exploratorische Bewertungsbohrungen wurden durchgeführt, aber aufgrund unzureichender geologischer Kenntnisse, eines unreifen technologischen Systems und ungeeigneter technischer Lösungen erzielte keiner dieser Bohrungen nach der Frakturierung einen idealen Gasproduktionseffekt. Auf der Grundlage eines tiefen Verständnisses der geologischen Bedingungen des Untersuchungsgebiets identifiziert diese Studie die Schlüsselprobleme bei der Entwicklung und erkennt an, dass der niedrige Gasgehalt eine volumetrische Frakturierung erfordert, um eine industrielle Gasproduktion zu erzielen, und die niedrige Temperatur erfordert eine Technologie für Niedertemperatur-Bruch, um Schäden am Lagerstätte zu verhindern, die massiven Kohleschichten erfordern eine Auswahl und eine konzentrierte Erneuerung hochwertiger Hauptkohleschichtensegmente, der niedrige Druckkoeffizient erfordert eine Reduzierung des Schlammverlusts und des Frakturierungsflüssigkeitsverlusts, und die hohe Plasticität erfordert die Bekämpfung des Einflusses des Einbettens des Trägermittels auf die Abflusskapazität. Nachdem die Schwierigkeiten der Frakturierung geklärt wurden, wurde eine Cluster-Frakturierungstechnologie für flache, niedriggradige Kohle-horizontalbohrungen auf der Grundlage eines integrierten geologischen Ingenieurwesens entwickelt. Das spezifische mechanische Energie-Modell wurde überabeitet und der Bruchindex für Kohle und Gestein zur Bewertung der Kompressibilität von Kohle und Gestein berechnet, und anschließend wurden Schritte für eine konzentrierte Renovierung durch Cluster-Frakturierung mit “doppelten süßen Punkt” des geomguselungingenieurwesens ausgewählt. Eine Frakturierungstechnologie-Verbesserung wurde durchgeführt, die wasserlösliche Niedertemperatur-Lösemittel in Kombination mit der Vorbohrung und die Injektion von Lichtrohren zur Schaffung von hochproduktivem Frakturaufbauplatz verwendet. Die Bohrlochparameter wurden angepasst, die Größe des Bohrlochs beträgt 2 m, die Bohrdichte beträgt 16 Löcher/m, und der Phasenwinkel beträgt 60° für die spiralförmige Bohrung. Die Intensität und der Maßstab der Frakturierung wurden optimiert, und die Menge an Frakturierungsflüssigkeit beträgt 1 500 m³/Schritt und die Menge an zugesetztem Sand beträgt 180 m³/Schritt, mit einem Durchfluss von 18 m³/min. Ein wasserlösliches Niedertemperatur-, Niedrigkonzentrations- und Niedrigschadensguar-Frakturierungsfluidsystem wurde entwickelt, und eine Kombinationssandmethode mit Partikelgrößen von 0,106~0,212 mm, 0,212~0,425 mm und 0,425~0,850 mm wurde angenommen. Diese Methode wurde erfolgreich im Feld am JP1-Bohrlochbereich der Studienzone verwendet, und die stabile Gasproduktion nach der Frakturierung erreichte über 4 000 m3/Tag, was es zum horizontalen Bohrloch mit der höchsten Produktion von Niederwertiger Kohle in China machte. Dies hat maßgeblich zur Entwicklung der Vorteile von Niederwertigem Kohlegas in China beigetragen.

关键词

Becken von Erlian; Niederwertige Kohle; Bewertung der Fraktilität von Kohle und Gestein; Sandzugabe-Frakturierung; Integrierte Rohwesensgeologie

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