黑龙江省煤田地质测试研究中心黑龙江哈尔滨150046
摘要：近几年，随着能源需求的增长，煤层气的开采越来越得到人们的重视。煤层气试井是一个全新的概念，它与常规的油气田试井有着很大的区别，文章着重阐述了关于煤层气试井技术上的一些特点和观念，并引进了部分国外对煤层气试井的看法，因此研究煤层气试井技术有着重要的意义，具体表现在可以通过了解煤层储层特征和煤层的动态变化来制定措施，然后通过比较这些措施择优，同时我们应该清楚的认识到，煤层试井技术本身存在着一些缺陷。
关键词：煤层气；试井；分析方法；研究
引言
煤层气是指在成煤的过程中腐殖型有机物通过生物化学热解作用产生的，一部分逸散，一部分以吸附、溶解或游离状态赋存于煤层及局部石灰岩裂隙、溶洞的自储式天然气体，其主要成分是甲烷，也称瓦斯。在煤矿进行开采过程中，瓦斯也随之以不同形式从煤层中大量涌出，它能降低空气中氧的含量，引起人员窒息，遇到高温火焰能够燃烧和爆炸，发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故。另外，煤层气热值很高，燃烧后很洁净，也可以进一步转化成甲醚等高附加值的化工产品，是宝贵的能源，开发利用具有一举多得的功效。目前世界上许多国家已大规模地开采利用煤层气，我国也相继出台了各种政策，引导和鼓励煤层气资源的开发利用。煤层气试井是煤层气田勘探开发过程中，认识储层特性并确定储层参数的不可缺少的重要手段。通过试井测试，可以获得包括渗透率、储存压力、破裂压力和闭合压力在内的各种煤层的特征参数描述。测试成果可以提供分析煤层气井之间的连通情况，进行煤层措施效果的评价，确定煤层分布的非均质性、区域压降效果、以及不同开发阶段煤层的流体分布状况等，为煤层气气藏数值模拟、开发方案编制和调整提供第一手重要数据。结合其它资料，可以估算测试层和测试井的许多特性参数，包括完井效率、井底污染、增产措施的效果、地层参数、地层压力、边界情况、井间连通情况等。
1测试施工操作的影响
产气量变化出现较大幅度波动。正常生产情况下气井产气量应保持在一个稳定值、上下小幅度波动，但是如果在测试过程中甲方需要调整其它井的产气量，则测试井的流压梯度也会发生明显的改变，产量增加流压值下降，反之上升。气井施工过程中任何不恰当、违规的操作环节都会引起气井测压结果产生异常、尤其是气井压力梯度测试：（1）测压时关闭测试闸门且时间较长。该气田大部分气井的测试闸门均出现不同程度的老化，加上气井井口压力较高，因此在仪器下入过程中需要关闭生产闸门实现放空目的，这一段时间内气井的压力开始恢复，如果没有平稳生产一段时间后仪器下入后直接按照测试的压力计算流动压力梯度，将会导致测试结果产生异常。（2）井口闸门开关程度影响。如果压力测试过程中井口工关闭了生产闸门，而下入仪器后开始测试时需要开启生产闸门。此时必须保证生产闸门开关的程度相同，否则会导致井口产气量发生改变，会造成井筒内压力突变，导致测试的结果发生异常。
2煤层气试井问题
煤层气试井与常规油气田试井是有很大的差别的，现有阶段煤层气试井获得的煤层参数才是有效的。虽然我国已经熟练的掌握了常规油气田试井方面的技术，但在煤层气试井方面也才刚刚入门，一般通过试井去分析出煤储层的特性，从而了解煤储层特性，之后对煤层气的开采才会是准确的。煤层气层的构造以及渗流机理都比较特殊，煤岩层的结构是具有裂缝孔隙和基质孔隙组成的天然双重空隙。割理系统一般是指裂缝网格，割理系统通常又分为面割理和端割理，煤基质就利用这种割理系统进行切割。煤储层与常规油气储层的区别在于：①煤层孔隙系统和双重孔隙系统都是由基质孔隙和裂缝孔隙构成，但是煤岩有一个缺陷———其胶结性非常差，割理跟裂隙迅速变大，慢慢的形成了一个复杂的割理裂隙系统，这个系统降低了煤储层的强度，使其容易破碎跟坍塌。②煤储层中的压力情况通常分为欠压、常压、超压，在我国煤储层中压力情况通常处于欠压的状态。③非均质性、应力敏感性强，同一块地层有着特征不一样的储层跟地质，如果在煤储层中裂缝系统和割理都发育得很好的情况下，一旦应力发生轻微的变化，该煤储层的渗透率就会发生巨大的变化。上文分析出了煤储层的一些不同于常规油气储层的特征，我们可以从这些特征中发现要想开发煤层气，还存在着很多难点，开发煤层气所采取的方法跟技术措施都是由这些特征所决定的，另外煤岩取芯难度大、伤害程度评价困难都是因为煤岩的机械强度低、易破碎的特征。
3煤层气试井现场测试异常情况处理
3.1注入量大钻孔环空返液情况处理
正常测试时，压力加至0.5MPa，观察到注入量较大，几分钟后，钻孔环空返液。当时分析可能是油管或封隔器发生渗漏，封隔器坐封力不够造成的。请示现场监理后，决定重新对油管和封隔器进行试压，以检查其密封性。提出压力计，下入关井试压工具后开始试压，压力10MPa，观察20min，压力不降，说明油管和封隔器不渗漏。压力计重新下井注入，环空依然返液。决定解封封隔器，上提油管。封隔器提出地面后，拆开检查未发现明显损伤，组装后地面试压正常，确认非测试工具原因。通过岩心观测，发现煤层顶板岩石裂隙垂直发育，导致封隔器上下贯通，环空返液是由钻孔本身的地质因素造成的。通过与甲方、现场监理的沟通，认为本煤层的测试已不能获取有效的煤储层参数，故取消此煤层的现场试井作业。
3.2加压管柱上移
为了保证测试的准确性，减小测试误差，尽量靠近煤层，封隔器在顶板的泥岩位置坐封。正常注入时发现管柱上移，坐封压力加大后依然如此。上提油管对井下工具串进行检查并试压后，排除了井下工具串的问题。通过查看岩心，发现坐封段的泥岩非常完整，测井资料显示井径十分规则。再加上泥浆形成的泥皮起到润滑作用，封隔器坐封力相对较小。一旦加大注入压力，封隔器就象活塞一样向上移动，无法实现坐封。经请示，甲方同意在煤层顶板砂岩段坐封，坐封位置虽距煤层稍远，但煤层顶、底板岩层均为不渗透地层，对测试结果基本无影响。再次测试未发现异常情况，证实判断正确。
3.3设备下井遇阻
试井设备组装、连接好后正常下井，离目的层位约50多米遇阻下不到底。提出设备重新下钻扫孔到底，开泵循环，井口泥浆带出大量大小不一的煤屑，证实是煤层垮塌导致起下钻遇卡、遇阻。煤层垮塌原因分析：现场岩心破碎、钻机所用泥浆性能不适应保护井壁需要；施工工具方钻杆有弯曲，在深井钻进中外甩力大，扩大了井径，已严重超过封隔器坐封范围。这种情况下，继续测试风险极大，只能根据测井结果确定是否可以进行最低限度的煤层测试，否则换孔作业。
结语
在煤层气开发中试井分析起着重要的作用，目前虽然煤层气试井正在蓬勃发展着，通过分析本身还是存在着一些需要解决的问题，主要有以下几方面的表现：目前我国大部分的试井方法都是从国外的技术学习借鉴过来的，但是国外的煤层构造与我国的都不一样，复杂程度也不一样，因此我们应该加强研究出属于我们国家自己的试井方法；煤层气渗流机理是研究煤层气试井的基础，同时还应该加强数学模型的建立，因为数学模型的准确性直接关系到现实情况的真实性，尤其是要加强研究煤层气试井的数学模型；在我们运用试井方法去测试时，首先应该弄清楚该方法适用的范围以及它们各自的优缺点，取长补短，在不同的阶段采用最合适的试井方法进行测试。
参考文献：
[1]王华.煤层气试井分析方法研究[D].西安：西安石油大学，2012.
[2]苏现波，林晓英.煤层气地质学[J].北京：煤炭工业出版社，2007.