【国内外煤层气多分支水平井研究现状的文献综述3300字】

–PAGE28–国内外煤层气多分支水平井研究现状的文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u11795国内外煤层气多分支水平井研究现状的文献综述 1288951.1国内外煤层气开发的研究现状 1197161.2国内外煤层气多分支水平井研究现状 21.1国内外煤层气开发的研究现状目前为止，世界上80个煤炭资源丰富的国家中，有29个国家开展了煤层气勘探和开发活动的研究。其中美国、加拿大、澳大利亚等是成功进行大规模商业开发煤层气为数不多的国家，且在相关领域的研究和投入也是相对较多，因此，研究其商业开采模式，对我们而言是非常有参考意义的。美国的煤层气开发产业目前已形成了针对煤层气的开发特点的多种勘探开发主体技术体系，包括适用于高渗透储层特性美国西部落基山地区的科罗拉多州西南部的圣胡安盆地的直井－洞穴裸眼完井技术体系、适用于一般低渗储层盆地如拉顿盆地等的直井丛式井钢套管完井－压裂技术体系、适用高渗低含气粉河盆地在内的中低阶煤盆地的直井－洞穴掏穴完井技术体系、针对地面地形复杂，煤层相对稳定、中低阶储层特征的多分支羽状水平井钻井技术体系等[10]。加拿大则针对低煤阶煤层、含气量较低、煤岩致密、渗透率低、含气饱和度低的储层特性，形成了连续油管钻完井技术、大排量氮气-泡沫压裂技术、裸眼多分支水平井技术为主导的开发模式。[11]澳大利亚煤层气开发随着产量的大幅增长，近年来开发规模也逐渐增大，是继美国、加拿大之后另一个煤层气产业发展较快的国家。开发了适用于澳大利亚煤层气地质、储层特征的水力压裂的垂直井、中等半径钻井（MRD）和极短半径钻井（TRD）水平井等技术，从而在鲍温盆地勘探开发取得了重大突破。我国从2000年以后，煤层气资源地质储量不断增长，2009年开始随着煤层气勘探开发全面推进，煤层气地面开发速度也不断加快，山西的沁水盆地、内蒙-陕西鄂尔多斯盆地东缘产业化基地初步形成，潘庄、樊庄、潘河、三交、保德、韩城等开发项目逐步建成投产，还包括四川、新疆、贵州等省煤层气勘探开发也取得了进展[12]。国内学者为了提高我国煤层气井产能，做了大量的研究，这些研究成果包括多煤层合压合采、欠平衡钻井技术、多分支水平井等工艺技术[12]-[15]图2.1我国煤层气发展脉络Fig.1.2DevelopmentcontextofcoalbedmethaneinChina我国煤层气盆地广泛存在低压降、低渗透率、低含气饱和度及单储层应力敏感强等特性，具有煤层的渗透率和单井产气量变化大，且煤层气成藏条件复杂与地表地形复杂等特征。因此我国煤层气开发形成了以丛式井套管完井＋压裂技术体系、直井洞穴扩眼技术体系、水平井／多分支水平井／Ｕ型井水平井技术体系、欠平衡钻井技术体系、稳控精细不间断排采技术等多种技术相结合的开采方式。[16]但对多分支水平井针对的低压、低渗、低饱和储层开发的研究与国外相比还有一定差距，尤其是多分支水平井技术的适用性、施工风险、经济效益等方面的研究[17]。1.2国内外煤层气多分支水平井研究现状1.2.1技术层面 多分支水平井技术上个世纪20年代就提出来了，1953年前苏联66/45井(总共施工9个分支井眼，产量是当时直井的17倍左右)的成功，标志着多分支井技术的正式诞生。至1990年，前苏联共完成126口多分支井[18]。进入二十一世纪，随着定向井、水平井等相关技术的高速发展，美国、加拿大等各油服公司迅速开展多分支井技术的开发研究和现场应用，据不完全统计，斯伦贝谢、哈里伯顿、国民油井、CDX等公司现已研制成功了近20种多分支井系统，并钻成了大约4000多口各类型多分支水平井。2004年，亚美大陆在大宁煤矿成功地实施了我国第一口煤层气双井筒多分支水平井（裸眼完井）的钻完井作业。这口井的成功实施标致我国煤层气多分支水平井正式进入商业化开发，积极推动了我国煤层气多分支井技术的发展和应用。2008年中联煤层气公司针对多分支水平井技术首次提出“主支疏通,分支控面,脉支增产”的多分支水平井成井理念；包括针对煤层后期压力波动导致煤层不稳定现象，开展了分支井眼重入筛管技术实验；以及针对煤层气不同井型适用的完井工艺及工具研究。并成功在山西沁水、鄂尔多斯东缘盆地等区块进行先导实验2012年中石油煤层气公司在鄂尔多斯东缘盆地针对中、低阶煤层的特性，开始对不同类型多分支水平井的适用进行研究，经过多年勘探开发，目前形成了双井筒多分支水平井（主支筛管完井）、双井筒双主支多分支水平井（裸眼完井）、双井筒单主支多分支水平井（裸眼）等井型的应用，总结出了多分支水平井具有单井产量高、采出程度高、经济效益好等方面的优势。2014年奥瑞安公司与美国GARDES公司合作，结合三交区块的实际情况，提出了新型多分支水平井的设计理念。针对三交区块“三低”特性的煤层，从煤层割理与分支井眼的方向、分支间距与单井日产的关系、井壁稳定性和井眼大小的关系、钻井液对储层伤害的敏感性等四方面进行研究，设计出单井筒多分支水平井（筛管）钻完井技术。并在2016年成功应用，试验并完成两个单井筒多分支水平井（筛管完井），完成了国内首个单井筒多分支水平全井玻璃钢筛管覆盖完井的先例。1.2.2风险角度在诸多项目研究中，尤其是油气开发项目，经常需要细化到具体的工程中研究项目的开发风险性。国外部分学者提出油气工业的项目开发需要在意的几个问题：高风险是否能带来对等的效益；②是否存在有低估风险和高估储量的趋势；③对于高风险勘探，多样化勘探是否能降低其风险[21]。Rose[22]的钻井施工过程风险研究方法对于规避项目开发风险，尤其是在钻井投资过程中,进行科学投资决策和提高成井率起了非常重要的作用。Kaufman[23]将正态分布法应用于油气勘探中来衡量项目的风险程度，为油气项目的开发风险评价研究奠定了基础。国内项目风险管理的研究相对较晚，在引进国外水平井工程项目风险管理理论和方法后，结合我国煤层气开发的实际状况，在风险管理体系构建、风险识别和风险分析等方面的研究取得了—定的成果。华蓉、付梅臣等在《煤层气钻井工程项目风险评价》[24]中提出运用糊层次分析法评价煤层气水平井钻井工程项目的风险。通过确定煤层气钻井工程项目风险指标体系，运用层次分析法得到其权重，并采用经济学中的ＡＢＣ分类法对风险因素进行分类，确定出重点管理的风险因素及一般管理的风险因素。利用风险隶属矩阵，多因素模糊层次评判，采用加权平均法，确定煤层气钻井工程项目的总体风险值大小。夏良玉、罗东坤等撰写的《煤层气开发项目风险评估方法》[25]借鉴蒙特卡洛情景模拟及概率分析思想的基础上，利用单因素敏感性分析法筛选风险因素，利用专家调查法评估风险因素的状态值和概率，经过组合不同类型的风险因素状态值模拟决策情景，按照风险识别、风险评估、风险分析的流程构建煤层气开发项目风险评估模型，计算出在各种情形下的经济效益及概率，对煤层气项目风险进行了科学的评估。1.2.3经济角度通过风险分析研究后，我们需要对钻井开采投资进行综合的经济评价分析，尤其是针对多分支水平井的研究，以判断其真正的投资价值。国外学者MathaAmram,NalinKulatilaka[26]将综合经济评价法引入项目投资分析，他们用综合经济评价理论开辟了新的项目投资分析途径。而针对油气类开发行业，2005年Dixit,A.K&R.S.Pindyck[27]指出对于一些投资周期长、储量大的项目，应该设计一些定价程序的形式来取代DCF分析，以求确定石油和天然气投资的货币价值。这些研究为油气类开发的经济评价分析提供了宝贵的指导价值。代由进等学者依据煤层气作为典型的非常规天然气资源，其更注重单井评价的特点，从单井经济可行性的角度出发，构建的基于长期边际成本的煤层气开发中提出了以下几点：①在当前的技术条件下，山西沁水盆地及鄂尔多斯东缘盆地区块利用丛式井及水平井开发均具有经济可行性，而经济效益较好的井型为水平井开发；②不同井型部署方案的分析结果相对于单井稳定日产气量及单井投资存在着临界值，临界值上不同井型的部署方案的经济效益等价；③不同井型的EI值会受储层的地质特点、单井产量波动、煤层气市场价格、投资及成本等诸多因素的影响，应结合各种影响因素的变动情况，及时进行评价与