浅析多煤层叠置下的煤层气合层排采

浅析多煤层叠置下的煤层气合层排采

徐玉娥

云南省一四三煤田地质勘探队 云南曲靖 655000

【摘要】经济的发展和科技的进步为人民带来的是生活需求的不断提高，对能源的需求不断增大，随着各种生产生活项目的规模越来越大，对能源利用率提出了更高的要求，只有改善相应技术的现状，更好的进行煤层气的开发利用，才能达到能源的最优化利用。本文首先介绍了合层排采主要控制参数，然后探讨了排采过程及其阶段特征，对于控制技术和排采影响因素进行讨论，研究其发展的重点方向以及讨论，使相应技术应用的能力以及水平进一步提高。

【关键词】煤层气；合层排采；排采工艺；影响因素

我国社会经济的发展不断向前推进，工业水平在进一步发展，能源情况对社会生活有着极大的影响，多煤层叠置下的煤层气合层排采已经有了一定的应用，在相应技术的开发和管理方面有着相当重要的意义，本文针对其核心思路构架展开详细论述，进一步对研究和完善提出建议。

1.合层排采主要控制参数分析

由于在煤层层数较多的区域，通常会存在地质参数差别较大的问题，而针对多煤层的地区，可采用合层排采的方式，这样不仅能够减少开发煤气层所花费的成本，还可以达到增产的效果，所以在合层排采的过程中，应该对关键参数加以重视。

1.1含气量

煤层含气量对于煤气层的开发而言，起着相当关键的作用。在进行解吸的过程中对煤层含气量进行分析，可以发现空气干燥基的含气量有相当大的差异，而从含气量组成的角度上看，解吸气量以及损失气量的比例较大、残余气量的比例较小，这样可推动于煤层气解吸。在解吸能力接近的情况下，储层资源量与含气量成正比关系，较高的含气量能够提高日产气量以及累计产气量，与此同时，采收率与含气量成反比关系，这是由于较高的含气量对储层导流以及解吸能力有较高的要求，较高的含气量会使采收率减小。在综合考虑下，可以通过高含气量能够提高生产效益、通过增加生产时间加大采收率。

1.2渗透率

渗透率的数值能够对孔裂隙系统的流体流动情况有较大的影响，排采时间相同的情况下，渗透率越大，流量越大，所以在补水效果相同的情况下，较大的渗透率可以带来较快的压力传递效果。如果各产层存在较大差异的渗透率，就会出现严重速敏的现象，导致压力传递距离一定时，供气效果不能达到要求。另外，在埋深增加的情况下，渗透率会减小，不利于合层排采，可以通过主要煤层的多段压裂方法来提高煤储层渗透率。

1.3储层压力梯度

储层压力梯度作为关键参数之一，反映了煤储层间隙中流体受到的压力情况，对煤气层开发产生较大的作用。储层压力梯度在影响煤层含气量的同时，反映了储层压力以及煤层埋深的情况，所以可根据储层压力梯度的现状来判断地层能量。而不同储层的压力会影响各个煤层之间的压力传递速度的一致性，也会使供液效果出现差异，无法保证合层排采的效果。另外，在排采的过程中，流体会由于受到压差而出现从高压煤层倒灌进低压煤层的现象，这种情况不仅会导致高压煤层吐砂的，还会增加低压煤层的排水降压所用的时长，不利于煤层传递压力，影响排采工作发挥其应有的作用。

2.合层排采工艺分析

在煤气层开采的过程中，排采工作是一项较为关键的环节，能够较高效率的进行煤层气田的开发。排采作业通过采用排水降压的方式，制造压力降落漏斗，将煤层内吸附的甲烷进行解吸。所以，需要对排采过程的阶段特征、控制技术和排采影响因素分析开展进一步的研究。

2.1排采过程的阶段特征和控制技术分析

现阶段通过生产特征的归纳和排采规律的分析，结合多煤层叠置下的地质条件，可以将排采工作分为五个阶段。在研究各个阶段煤层气井排采参数的情况下，应该进一步优化工艺技术，才能使合层排采的效率更高、产量更大。

（1）初期排水阶段。和一般煤层气井排水流程较为相同，该阶段会产生压裂液以及煤层孔隙水，累计产水情况能够反映压降面积的情况，通过提高生产压差的方式可以排出储层的压裂液，从而使流压到达快速临界解吸压力。储层含气的较高饱和度会使得储层液相的渗透率快速减少，使得压裂液不易排出。

在初期排水阶段时期，应该在施工初期对排液速率进行设置，根据煤层供液的效果来对排液强度设置为较小值，一般可设置液面高度至少为450m、井底流压则保持在4.5Mpa。

（2）憋压阶段。在煤层持续解吸的情况下，解吸气会转入井筒，可以通过取憋压排采的方式使液面保持慢速、平稳的降低，从而完成大量解吸。如果储层压力产生变化，储层会在产气后使套压提高、动液面快速下降，出现压敏效应等一系列问题。所以需要对日产水量加以控制，以达到液面缓降的效果，保持流压稳定的同时，提高套压，防止憋压过高。

该阶段采取的方式是控制套压以及流压、液面降幅，保证固定时段中流压值的稳定。一般可设置液面深度高于第1压裂段30m至50m之间，并将套压设置为3.47Mpa至3.67Mpa之间。

（3）控压产气阶段。该阶段作为储层气水两相流转化的重要环节，在液面下降到一定程度后，需要对套压和对流压加以控制，从而稳定气压，改善产气效果。一旦套压下降的数值过大、速率过快，就会引起储层液体的不稳定，使得渗流通道中的有效应力快速加大，微裂隙出现变窄、渗透率减少等问题。

控压产气阶段应该注重对套压和放气速率的控制，让降流压达到稳定状态，减少动液面深度，增加日产气量，否则，容易出现携灰现象严重、地层堵塞等状况。另外，可以根据各个区域储层性质的不同，通过逐级压降试气的方式，减少流量来稳定套压。

（4）控压稳产阶段。在该阶段，液面下降到了一定程度，排采时间的增加会使煤基质出现收缩效应，微裂缝网络的加大会使基质暴露更多的面积，增加解吸速率。所以在放气时应该控制套压和产气，使套压处在较高水平，使井底流压进一步减小，以加大气体解吸的规模。

在控压稳产阶段，应该选用定产排采制度，利用对井底压力的作用来进行产气量的控制。在套压达到0.5Mpa后逐渐暴露上部产层，降低小压敏效应带来的损害。

（5）产气衰减阶段。该阶段持续时间较长，会有大批气体产生、液面高度减少，井控范围中地层压力减少到废弃压力，煤基质内解吸的气体量降低，排水作业的持续使得产气量以及产水量减少。然而因为块状煤岩解吸的速度较慢，局部煤岩持续解吸，生产井也会在一段时间内处于低产量。产气衰减阶段可以通过套压对各段流压加以控制，在维持套压的情况下调整产气量。

2.2排采影响因素分析

（1）间断排采的影响。根据上文的相关分析可以得出，在各个煤层气排采阶段均需要完成持续且稳定的工作，这样才能保证液面和储层压力的稳定，防止气液倒灌情况的出现。如果发生卡泵或者修井的问题，使得排采工作中断，就会导致气锁效应或者水锁效应的发生，降低排采工作的效率和产气能力。

（2）上部煤层快速裸露的影响。进行排采工作时，应该采用逐步降低液面或者裸露顶部煤层的方式来增大压降漏斗。但这会造成汽水两相流态的波动，减小渗透率，导致已解吸的气体再次吸附，影响排采效果。另外，流压的快速变化会引起储层压力的不稳定，直接造成该井后期稳产阶段产气量减少。

3.结语

综上所示,在城市化进程不断加快、能源需求不断提升的今天,对多煤层叠置下的煤层气合层排采进行应用探索对有着重要的意义,在未来还需要不断的发展,为社会的发展带来更积极的推动作用,也会带来巨大的经济效益,在继续改革和完善的情况下,能够提高小到企业、大到国家的综合竞争力,必将会使未来的经济水平的不断发展。

参考文献

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