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1、煤层气井排采目录一、煤层气的概念及瓦斯储层的基本特征二、煤层气采气机理三、煤层气排采生产过程四、排采中的伤害及伤害机理五、煤层气井排采控制理论六、煤层气井排采过程中各参数间关系七、煤层气井排采基本阶段八、煤层气井排采原则九、煤层气井排采工作制度十、煤层气排采动力技术十一、煤层气排采设备十二、煤层气井排水采气方式优化设计一、煤层气概念煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。瓦斯主要由高等植
2、物经烷基化作用形成。以高等植物为主的成煤原始质料在沼泽中细菌参与下经生物降解作用形成活泥炭，泥炭经成岩作用形成褐煤，再经变质作用有机质发生热裂解形成烟煤和无烟煤。一、瓦斯储层的基本特征1、瓦斯储层是孔隙裂隙双重介质结构：微孔体系和大孔体系；吸附量占80-90%，游离瓦斯量占10-20%。2、瓦斯的运移方式：微孔-大孔-微裂纹-裂隙-裂缝煤体是由若干尺寸小于极限颗粒组成，在尺寸小于极限粒度的煤粒中，瓦斯流动是扩散运动，符合菲克定律。煤粒在尺寸大于极限粒度的煤粒中，瓦斯的流动是渗流运动，符合达西定律。一、瓦斯储层的基本特征菲克定律式中：qm为煤基质中甲
3、烷扩散量，m3/day；D为扩散系数，m2/day；为形状因子，m-2；g为甲烷的密度，t/m3；Vm为煤基质块的体积，m3;C(t)为煤基质中甲烷的平均浓度，m3/t;C(P)为基质-割理边界上的平衡甲烷浓度，m3/t。扩散模型－Fick定律达西定律式中：Vl为l相的渗流速度，m/s；l为l相的粘滞系数，Mpa·s；Pl为l相的压差，MPa；L为渗流途径的长度，m；Kl为l相的有效渗透率，×10-3μm2；K为多孔介质的绝对渗透率，×10-3μm2；Krl为l相的相对渗透率，×10-3μm2。渗流模型－Darcy定律Kl=KKrl一、瓦斯
4、储层的基本特征3、煤储层渗透率大小受多种地质因素影响，其中地应力是最主要的因素。4、基质收缩：煤层气的产出，钻孔周围的瓦斯含量与压力下降，煤体会发生收缩变形，使得煤层中的裂缝张开，增大钻孔周围的煤层透气系数。如天府矿务局刘家沟煤矿，抽放瓦期前，瓦斯原始最高压力是4.6MPa，抽放后压力下降到0.5MPa，透气性增大到原来的60倍。一、瓦斯储层的基本特征事实上，在原地储层条件下的煤层气主要呈吸附态赋存于煤层孔隙内表面被大量的等温吸附实验和煤层气开发实践所证实。煤层气赋存状态：二、煤层气井的采气机理(1)通过将实测煤层气含量数据与等温吸附实验所获得的理
5、论吸附量进行对比发现，绝大多数样点的煤层气吸附饱和度处于吸附欠饱和或接近吸附饱和状态，很少有吸附过饱和状态。这一事实充分证明煤层气的赋存状态以吸附为主。证据有三：煤层气赋存状态：二、煤层气井的采气机理(2)煤层气开发实践进一步证实，煤层气以吸附为主的赋存特点。几乎所有煤层气井都是在排水降压之后才开始产气的，不具备游离气产出的特征。证据有三：煤层气赋存状态：二、煤层气井的采气机理(3)尽管煤层孔隙及裂隙中充满了水，但水溶甲烷量相对实测煤层气含量值而言是微不足道的。甲烷水溶实验表明，在通常煤储层温度、压力和矿化度条件下，每升水所能溶解的甲烷也不过0.0
6、5～3.11升。若煤层孔隙按30%（此假设值远大于实际情况）计算，每吨煤最多也只有0.25m3的水；用最大溶解度3L/L计算，每吨煤最多溶解甲烷只不过是0.75m3证据有三：煤层气赋存状态：二、煤层气井的采气机理二、煤层气井的采气机理煤层气井的生产是通过抽排煤储层中的承压水，使得煤层压力降至煤的解吸压力以下，吸附态的甲烷解吸为大量游离态甲烷，并通过扩散和流动两种不同的机制运移到井筒。从煤表面解析通过煤基质和空隙扩散通过割理系统的达西流动二、煤层气井的采气机理煤层气井采气前,井中液面高度为地下水头高度,此时井筒与储层之间不存在压力差,地下水系统基本平
7、衡,属于稳定流态；当煤层气井开始排采后,井筒中液面下降,井筒与煤储层之间形成压力差,地下水从压力高的地方流向压力低的地方,地下水就源源不断地流向井筒中,使得煤储层中的压力不断下降,并逐渐向远方扩展,最终在以井筒为中心的煤储层段形成一个地下水头压降漏斗,随着抽水的延续该压降漏斗不断扩大和加深；当煤储层的出水量和煤层气井井口产水量相平衡时,形成稳定的压力降落漏斗,降落漏斗不再继续延伸和扩大,煤储层各点压力也就不能进一步降低，解吸停止,煤层气井采气也就终止。二、煤层气井的采气机理三、煤层气产出机理煤层气产出的先决条件是降压解吸煤层气产出机理排水——降压—
8、—解吸——渗流——产出排水降压与压降漏斗：煤层气井通过排水，降低了井底流压及其近井地带煤层的流体压力，从而形成漏斗型等压曲
