煤层气井排采后期排采制度定量研究.docx

          煤层气井排采后期排采制度定量研究                    摘要：煤层气井见气后的排采制度空间较为困难，为定量分析煤层气井排采后期的合理开发方式，将煤层气井后期排采阶段划分为控制产气段、弹塑性稳定点并从煤粉运移角度出发，分析造成煤层气井产量下降的原因，并结合室内实验、理论计算等方法得到控制产气阶段下的产气量、以及弹塑性稳定点压力关键词：煤层气；开发方式；排采阶段；定量优化 0 引言煤层气开发过程中孔隙度与渗透率对有效应力的敏感性极强[1-2]，同时煤储层中也存在极强的速度敏感性合理的排采制度不仅可以有效降低煤储层压力，促进煤层气解吸，还可以降低储层伤害，而不合理的排采制度会导致储层伤害，出现煤粉堵塞，生产气锁，速敏和应力敏感等问题，导致煤储层渗透率降低，直接影响煤层气井产能因此，煤层气排采技术是煤层气开发的一个核心环节对于不同的煤层在不同的排采阶段需要制定不同的排采速度[3-6]，比如排采初期阶段，应该做到排采速度的不断优化，这是因为孔隙度与渗透率随有效应力快速增大而递减，在此阶段煤储层物性随有效应力增加而下降的速度最快因此合理的划分煤层气的排采阶段并制定有针对性的开发方式是至关重要的，是煤层气能够高产的重要保障条件[7-10]。

国内外学者也对煤层气排采阶段的划分进行了研究[11-16]，包括国外的三段划分法和国内的四段、八段划分法三段划分法主要是针对国外的高渗透煤储层; 四段或八段划分法划分控制复杂，对指导煤层气排采生产存在一定的不适应性笔者根据国内外的资料，结合现场排采的经验，提出了新的煤层气排采阶段的划分方法和分阶段排采的技术对策1产气段开发方式产气段指转折点压力后煤层气井产气的阶段见气后，地层中为气水两相流当煤粉运移的介质为气液两相时，气泡对煤粉运移的影响主要体现在:气泡将黏附于软管内壁不易运移的细微煤粉带出，这些煤粉在气泡破坏后浮于水面当煤粉运移介质为气液两相时，煤粉的产出量明显多于介质为液相所以气流对煤粉的产出有着极大的促进作用，同时，随着气液比例的增大，煤粉的产出量也增大，从而堵塞运移通道，降低渗透率，影响生产合理产气段排采速度的确定方法主要基于理论计算方法，即煤粉颗粒在地层中开始运移的临界流速：（1）当地层渗流速度大于该临界流速时，煤粉颗粒开始运移通过渗流理论将渗流速度转换为煤层气井井筒产量2）以国内煤层气A区块为例，对临界产气量进行计算结果表明，产气初期，此时含气饱和度较低，流体密度粘度均较大，临界流速较小，此时应合理控制煤层气井产气量，过大的产气量可能导致煤粉运移，堵塞运移通道，降低渗透率。

2 弹塑性稳定点弹塑性稳定点指煤层气井排采时合理井底流压的最小值根据煤岩渗透率随应力状态改变的变化规律，当低于该值后，由于煤的脆性破坏形成松散体，将产生大量煤粉，有可能堵塞裂隙通道，使渗透率反而降低甚至完全失去渗透性该压力值的确定方法则主要基于室内力学实验结果根据摩尔-库伦4力学参数测定实验，得到内聚力、内摩擦角、残余内聚力以及残余内摩擦角等参数值基于典型煤岩实验的分析，对于煤层气开采开发，可通过寻找井底压力的合理控制值域，使井周应力处于弹塑性稳定状态，以获得储层渗透率随煤层气开采逐渐增大并趋于稳定的开发效果这样即可防止围岩产生过大裂隙(软化)区出现煤粉堵塞流体通道，损害储层渗透性调研得到井底流压下限值的计算：（3）3结论（1）产气阶段排采速度对煤层物性伤害主要机理为煤粉运移，且合理排采速度的确定主要基于理论计算方法2）弹塑性稳定点指煤层气井排采时合理井底流压的最小值，且合理压力值的确定方法则主要基于室内力学实验结果参考文献[1] 李瑞，王生维，吕帅锋，等.煤层气排采过程中储层压降动态变化影响因素[J].煤炭科学技术, 2017, 45(7): 93-99.Li Rui, Wang Shengwei, Lv Shuaifeng, et al. Dynamic varied influence factors of pressure drop in coal reservoir during coalbed methane drainage process [J]. Coal Science and Technology, 2017, 45(7): 93-99. [2] 李瑞.煤层气排采中储层压降传递特征及其对煤层气产出的影响—以山西沁水盆地为例[D].中国地质大学, 2017.Li Rui. Dynamic characteristics of reservoir depressurization during coalbed methane reservoir depletion and its influences on gas output in the Qinshui Basin, Shanxi Province [D]. China University of Geosciences, 2017.[3] 柳迎红，房茂军，廖夏.煤层气排采阶段划分及排采制度制定[J].洁净煤技术, 2015, 21(3): 121-124.Liu Yinghong, Fang Maojun, Liao Xia. Production stages pision and drainage production system development of coalbed methane [J]. Clean Coal Technology, 2015, 21(3): 121-124.[4] 张政，秦勇，Wang Guoxiong，等．基于等温吸附实验的煤层气解吸阶段数值描述[J]．中国科学：地球科学, 2013, 43(8): 1352-1358.Zhang Z, Qin Y, Wang G X, et al. Numerical description of coalbed methane desorption stages based on isothermal adsorption experiment. Science China: Earth Sciences, 2013, 56: 1029–1036.[5] 李国富，候泉林.沁水盆地南部煤层气井排采动态过程与差异性[J].煤炭学报, 2012, 37(5): 798-803.Li Guofu, Hou Quanlin. Dynamic process and difference of coalbed methane wells production in southern Qinshui Basin [J]. Journal of China Coal Society, 2012, 37(5): 798-803.作者姓名：刘佳性别： 男 学历：研究生籍贯：湖北出生年月：1988.11现有职称：高级工程师研究方向：油气田开发工程  -全文完-。