多因素影响下煤层气井生产初期合理排水量确定.pdf

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1、第15卷第18期2015年6月科学技术与工程Vo1．15No．18Jun．20l51671～18l5(2015)18-0170—06ScienceTechnologyandEngineering⑥2015Sci．Tech．Engrg．多因素影响下煤层气井生产初期合理排水量确定刘晓燕李治平马洪泽包晓航韩宁。付应坤(中国地质大学(北京)非常规天然气能源地质评价与开发工程北京市重点实验室，能源学院，北京100083辽河石油勘探局兴隆台工程技术处，盘锦124107；中国石油华北油田采油工艺研究院，任丘062552)摘要生产初期排

2、水量合理与否影响煤层气井整个生产过程中的排水采气效果，无因次含气率为0．25时，认为排水初期阶段结束。为确定新投产煤层气井生产初期合理排水量，建立考虑压敏效应、基质收缩和煤粉剥离、堵塞效应对煤储层物性的影响模型，研究生产初期不同排水量对煤储层物性的影响；并编制了新投产煤层气井合理排水量确定软件。研究结果表明：生产初期结束时的煤储层孔隙度和渗透率随着排水量的加大先增大后减小，峰值处对应的排水量确定为合理排水量。利用该软件确定了某煤层气井排采初期的合理排水量，结合数值模拟结果分析在该排水量控制下该煤层气井的排采效果较好，该模

3、型对新投产井生产初期合理排水量的确定提供理论依据。关键词有效应力基质收缩煤粉运移新投产煤层气井合理排水量中图法分类号TE357．1；文献标志码A我国具有丰富的煤层气资源，但是除了已经实率，确定煤层气井生产初期结束时间，并分析煤层气现煤层气商业化开发的沁水盆地南部等少数矿区，井生产初期排采过程中排水量对煤储层渗透率影大部分煤层气富集区还处于煤层气开发试验阶段。响，综合考虑排采过程中有效应力、煤基质收缩和煤而限制国内煤层气开发的主要因素之一就是煤层气粉运移对煤储层孔隙度和渗透率的影响，并建立了井的排采制度。在合理排采制度方面

4、，国内许多学动态变化模型，分析煤储层孔隙度和渗透率随排水者进行了实验研究和现场分析¨～，研究发现生产量的变化规律，利用VB编制了煤层气井生产初期初期排采量存在一个合理值，生产初期不合理的排排水量确定软件，并结合实例确定了鄂尔多斯某煤采速度会严重降低煤储层物性。此外，煤层气排采层气区块投产新井生产初期合理排水量。过程中，煤粉颗粒的产生、运移和沉降也会引起煤储1煤层气井生产初期阶段结束时间层的孔隙度和渗透率的变化，国内一些学者分析了煤粉对排采的影响。对于不同的排水量，煤层气井生产初期结束时目前已进行的煤层气井生产初期排水量的

5、研问也不一样，根据煤层气开采过程中无因次含气率究，大多是根据煤层气井投产后的现场实际排采数的大小变化情况进行煤层气生产阶段划分。当生产据，结合生产经验进行分析后得出合理排采量，对于初期结束，煤储层孔隙度和渗透率最大时对应的排新井投产合理排采量确定缺少实际指导意义。煤层水量确定为煤层气井生产初期合理排水量。定义无气排采对煤储层物性的影响的研究成果中，大多数因次含气率为流动产气量占流动气、水产量之和的学者仅考虑了单一因素或双因素对煤储层渗透率的百分比，即：影响[9-17]，但是开采过程中，煤基质收缩、有效应力旦一和煤粉运移的

6、耦合作用对煤储层渗透率会产生重要一一笠D一一一．一r1、，。一ⅣgD+NwD—qg．q影响。基于此，本文从理论出发，引入无因次含气——一—。————一qgxq⋯x式(1)中，Ⅳ。为流动产气量；q为最大产气量，2015年2月1El收到山西省煤层气联合研究基金(2013012002)、国家科技重大专项nl／d；N。为流动产水量；q⋯为最大产水量，m／(2011ZX05034-001、201IZX05009-006)资助d。当叼。在0．25左右时，标志着煤层气井初期排第一作者简介：刘晓燕(1985一)，女，山东潍坊人，博士研究

7、生。研水阶段的结束。究方向：煤层气动态分析及数值模拟。E—mail：liuxia~yan2l83@163．COII118期刘晓燕，等：多因素影响下煤层气井生产初期合理排水量确定171储层渗透性的恢复，并将达到井底的煤粉携带至地2生产初期煤储层物性参数模型面，以防煤粉沉积于井底而影响生产。通过分析固2．1有效应力对煤储层孔渗的影响体颗粒在流体中受力平衡条件，Beggs等得到煤煤层气井排采过程中，随着煤储层压力降低，上粉在流体中上升运动的临界速度u的表达式为覆岩层压力几乎不变，煤骨架所承受的有效应力增／4gd(P一P1)大。

8、仅考虑有效应力的压缩效应，煤储层压力由原√—(6)始储层压力P。降低到P时，Schwerer等得到如下式(6)中，d为煤粉直径，nl；P。，P分别为煤粉，流体煤储层孔隙度与压力关系式：的密度，kg／in。。u为煤粉的速度，m／s；C为煤粉雷f=f0e。f‘一P0(2)诺数的单值函数。式(2)中，为裂缝孔隙度；。为初始