古交矿区太原组煤层气开发地质特征及产能优化

沁水盆地太原组深部煤层气资源丰富,勘探开发尚未系统开展.通过解剖沁水盆地西北部古交矿区煤层气钻井、压裂、排采资料和测试数据,揭示太原组煤层厚度、含气量、储层物性等地质条件和见气压力、排采规律等开发特征,结合数值模拟提出了开发井型和井网设计.研究区太原组8号和9号主力煤层分布稳定,累计厚度约5 m,埋深在500～900 m,以低灰和低硫煤为主,生气能力强,含气量约11 m3/t.煤层物性中等,含气饱和度高,临储比高,见气时间早,具有较好的开发潜力.影响煤层气开发因素包括构造运动导致地应力集中,工程改造困难;主力煤层见气压力较低,气体解吸困难;开发过程中间歇性排采,裂缝或孔喉堵塞等.基于资源丰度和见气压力对煤层气产气效果进行模拟,当储量丰度达到0.4×108 m3/km2,见气压力大于1.8 MPa时开发效果较好,模拟预测20 a累计产气量达到957×104 m3.研究区水平井最佳开发指标为水平段长度700 m,8段压裂、井距300 m.当定向井与水平井距离在350 m时,布井开发效率最优.在定向井菱形井网中,短轴距离为200 m、长轴距离为300 m,开发效果最佳.综合上述煤层气开发地质条件分析,结合地质—工程一体化设计,明确了后续开发有利区和工艺选择,为研究区和类似地区煤层气高效开发提供地质支撑.