【摘要】通過對煤層氣井的煤層進行原地應力測試，獲取煤層的原地應力、破裂壓力及梯度等參數值。求取煤層的原始地層壓力、滲透率、表皮系數、調查半徑、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度，為該井下步壓裂和排采提供施工參數依據。

【關鍵詞】煤層氣；試井技術；原位應力測試

煤層氣井注入壓降/試井測試技術是在煤層氣井完井后了解該井下步壓裂和排采參數的關鍵技術。

一、測試的方法和要求

煤層氣井注入壓降/試井測試技術是依據煤層氣井的基礎數據進行，基礎數據包括測試煤層、測試井段的完井數據及地層數據等。

1、測試方法

測試方法采用井下開關閥方法進行開關井操作，分別進行開井注入、關井壓降測試及原地應力測試，利用存儲式電子壓力計取得準確的壓力資料。

2、測試要求

注入/壓降測試過程中要求下入兩支高精度（精度0.05%）電子壓力計。配套泵注系統(tǒng)，最高泵壓32MPa、排量0～125L/min。測試工具采用國產井下關井閥，錄井鋼絲下帶存儲式電子壓力計，耐壓6000 psi的控制頭、活動管匯、計量設備。要求甲方井場備過濾清水10m3。按中華人民共和國GB/T24504-2009《煤層氣注入/壓降試井方法》執(zhí)行，取全取準各項壓力、溫度資料。測試工作結束后提交滲透率（k）、儲層壓力（Pi）、表皮系數（S）、調查半徑（Ri）、儲層溫度（T）及煤層破裂壓力（Pb）、閉合壓力（Pc）等煤層參數，為測試井的煤層氣生產潛能評價和開發(fā)試驗提供可靠的參數依據。

二、測試項目及參數設計計算

1、測試項目

測試項目：

注入/壓降試井：它是一種單井壓力瞬變測試，適用于高、低壓儲層，是目前煤層氣井測試中最常用的一種試井方法。它是以穩(wěn)定的排量，低于煤層破裂壓力的注入壓力向井中注水一段時間，在井筒周圍產生一個高于原始儲層的壓力分布區(qū)，然后關井，使得井底壓力與原始儲層壓力逐漸趨于平衡。注入和關井階段采用壓力計記錄井底壓力隨時間的變化。通過分析數據，求取目的層的參數。由于注入階段要控制注入排量非常穩(wěn)定比較困難，難免造成井底壓力的波動，所以壓降階段的數據分析通常最具有代表性。通過分析求取滲透率、儲層壓力、壓力梯度、調查半徑、表皮系數等。

原地應力測試：它是在注入/壓降試井以后進行。該測試一般進行2～4個循環(huán)，每個循環(huán)由注入段和關井壓降段組成。通過分析注入段數據求取破裂壓力以及裂縫重張壓力，分析壓降段求取閉合壓力。

2、參數設計計算

注入/壓降試井中，測試時間、最大注入壓力、最大注入排量的設計計算需依據一些地層及流體的高壓物性參數，煤層氣井目的煤層測試目的煤層的參數設計是參考以往試井測試的經驗而提出的。以某區(qū)CQ2井10#煤層為例介紹參數計算過程。

CQ2井10#煤層的參數選值及設計計算分別見表1-1。

表1-1 10#煤層測試設計計算結果

參數數值單位參數數值單位

注入時間tinj10～12hr地面最大注入壓力9.8MPa

關井時間tfall20～24hr最大注入排量qinj4.7L/min

三、注入/壓降測試、原地應力測試施工工序及要求

1、試井測試設備、地面準備及要求

對測試設備、儀表、壓力計等進行性能檢驗，合格后方可使用。確保井場提升動力系統(tǒng)及指重表靈活可靠，井場備水10m3。對試井設備進行檢查、保養(yǎng)。封隔器地面裝配，對封隔器進行地面膨脹試壓。下測試管柱前充分循環(huán)鉆井液，確保測試管柱起下暢通、井底干凈、測試煤層完全裸露。根據測井結果和巖心確定封隔器坐封位置。丈量下井油管，做好油管記錄。地面連接下井測試管柱，并記錄每一部件的名稱、尺寸及長度。組織施工及有關協作人員，交待測試注意事項并分工，確保測試順利進行。進行安全檢查，各方面準備工作經驗收合格后方可施工。

2、CQ2井10#煤層注入/壓降測試、原地應力測試施工工序及要求

CQ2井10#煤組裸眼井段預計1194.45-1201.33m、煤層厚度6.88m。

微破裂測試：目的是判斷煤層破裂壓力和閉合壓力。

測試步驟是上提井下開關閥3-5m，井下開井，預計地面破裂壓力9.82-13.49MPa。啟動地面注水泵，以最大排量向煤層注水，依此產生一個壓裂地層的瞬時壓力脈沖，該過程僅僅持續(xù)幾十秒鐘，觀察井口壓力變化，記錄注入時間、總注入量。關閉井口旋塞閥，地面關井，記錄關井時井口最大壓力，關井2小時。關井結束提出壓力計，分析數據，判斷煤層破裂壓力值，確定最大注入壓力值。

注入/壓降試井原則及要求：目的是求取煤儲層滲透率、地層壓力、污染系數、調查半徑、儲層溫度等。測試管柱灌滿清水，選擇合適的排量值進行注入，注入排量應盡量保持穩(wěn)定。注入時的最高泵壓預計在5.89-9.8MPa，根據調節(jié)泵壓確定合理排量。最終地面注入泵壓至少為6.55MPa。注入時間不少于10-12小時。按設計的注入時間持續(xù)注入，同時記錄井口壓力、注入排量、累計注入量，記錄時間間隔每5—10分鐘記錄一次排量。注入結束后，在不停泵的情況下，下放井下關閉閥關井，隨后關閉井口閥門，觀察井口壓力變化，壓確認井下可靠關井后停泵。關井時間為24小時，關井測壓降情況。關井結束后開井上提壓力計3-5m，開井放壓停等30min，之后準備原地應力測試。

原地應力測試：共進行4個循環(huán)，每個循環(huán)注入分別注入0.5、1、2、4分鐘，關井壓降20、30、30、40分鐘，放壓停等20分鐘，預計注入地面破裂壓力9.82-13.49MPa。

四、結束語

煤層氣井通過注入壓降/試井測試技術獲取煤層的有效滲透率、原始地層壓力、表皮系數及調查半徑等參數；通過對煤層氣井的煤層進行原地應力測試，獲取煤層的原地應力、破裂壓力及梯度等參數值。求取煤層的原始地層壓力、滲透率、表皮系數、調查半徑、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度，為該井下步壓裂和排采提供施工參數依據。

參考文獻

[1]《古榆樹煤層氣預查報告》.東北煤田地質局，2009年12月

[2]賀天才等《煤層氣勘探與開發(fā)利用技術》.2007年12月

作者簡介

孫連鳳，1970.09.08，女，漢，調兵山市，1993年畢業(yè)于長春地質學院，現在東煤101隊，地質高級工程師。