贵州省过饱和煤层气藏产气规律研究

　２０１９年

４月

ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｄｏｉ:１０􀆰１３１９９/ｊ􀆰ｃｎｋｉ􀆰ｃｓｔ􀆰２０１９􀆰０４􀆰０３０

煤炭科学技术

Ｖｏｌ􀆰４７　Ｎｏ􀆰４　　Ａｐｒ.２０１９　

杨晓盈ꎬ李玉魁ꎬ王理国ꎬ等.贵州省过饱和煤层气藏产气规律研究[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１９ꎬ４７(４):１８１－１８６.ＹＡＮＧＸｉａｏｙｉｎｇꎬＬＩＹｕｋｕｉꎬＷＡＮＧＬｉｇｕｏꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｏｎｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌａｗｓｏｆｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＣＢＭｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎ

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ＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅ[Ｊ].ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ４７(４):１８１－１８６.ｄｏｉ:１０􀆰１３１９９/ｊ􀆰ｃｎｋｉ􀆰ｃｓｔ􀆰２０１９􀆰０４􀆰０３０

贵州省过饱和煤层气藏产气规律研究

杨晓盈ꎬ李玉魁ꎬ王理国ꎬ李臣臣ꎬ唐兆清ꎬ冉富强

(贵州省非常规天然气勘探开发利用工程研究中心ꎬ贵州　贵阳　５５００８１)

摘　要:基于过饱和煤层气藏的排采过程兼具游离气与吸附气的生产特征ꎬ为弄清此类过饱和气藏产气特征的内在原因和机理ꎬ探索影响其高产、稳产的主控因素ꎬ为后期此类气藏的勘探选区、井位部署、压裂及排采工程设计提供指导ꎬ通过深入剖析游离气与吸附气的产出机理ꎬ将等温吸附曲线划分为２种经典类型ꎬ并结合现场生产实例ꎬ系统阐述了各自的产出特征及产能主控因素ꎮ研究结果表明:煤储层的等温吸附特征决定吸附气快速解吸释放的时间及储层导流能力的变化趋势ꎬ从而影响压力降的传播及游离气与吸附气的有效产出ꎻ过饱和煤层气藏具有排采初期见气快ꎬ产气增长快的特征ꎬ中后期的稳产气量、稳产期及衰减速率主要取决于产层的等温吸附特征、煤体结构及排采制度的合理性ꎬ其中等温吸附特征为主控因素ꎮ

关键词:过饱和煤层气藏ꎻ游离气ꎻ吸附气ꎻ等温吸附特征

中图分类号:ＴＥ１２２　　　文献标志码:Ａ　　　文章编号:０２５３－２３３６(２０１９)０４－０１８１－０６

ＹＡＮＧＸｉａｏｙｉｎｇꎬＬＩＹｕｋｕｉꎬＷＡＮＧＬｉｇｕｏꎬＬＩＣｈｅｎｃｈｅｎꎬＴＡＮＧＺｈａｏｑｉｎｇꎬＲＡＮＦｕｑｉａｎｇ

(ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＧａｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒꎬＧｕｉｙａｎｇ　５５００８１ꎬＣｈｉｎａ)

ＳｔｕｄｙｏｎｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌａｗｓｏｆｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＣＢＭ

ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅ

Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓｂａｓｅｄｏｎｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＣＢＭｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｆｒｅｅｇａｓａｎｄａｄｓｏｒｂｅｄｇａｓ.

Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｉｎｈｅｒｅｎｔｃａｕｓｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｃｈｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓꎬａｎｄｅｘ￣

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０　引　　言

贵州省大部分地区煤储层均属于高煤阶、欠饱和气藏ꎬ煤层气主要以吸附态赋存于基质表面ꎬ储层裂

收稿日期:２０１８－０９－１１ꎻ责任编辑:曾康生

缝中充满水ꎬ需经历较长的排水降压ꎬ当储层压力降至临界解吸压力时ꎬ煤层气才开始解吸ꎬ之后经历“扩散－渗流”产出[１－２]ꎬ而在六盘水钟山区块ꎬ主力煤层表现为煤层厚度大(平均５ｍ左右)、煤级为肥煤

作者简介:杨晓盈(１９８９—)ꎬ女ꎬ湖北襄阳人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｙａｎｇｘｉａｏｙｉｎｇ＠ｓｗｇａｓ.ｃｏｍ.ｃｎ

１８１

２０１９年第４期

(Ｒｏ＝０.９７％~１.０９％)、含气饱和度大于１ꎬ属于过饱和游离气便在流动压差的作用下迅速产出ꎬ整体表现为产气速度快ꎬ产气量增长快、难稳产、产气衰减快的特征ꎬ呈现出与欠饱和气藏截然不同的产气特点ꎬ排采强度的制定缺乏有效的理论依据ꎬ产气效果较差ꎮ

为摸清此类过饱和气藏产气特征的内在原因和机理ꎬ探索影响其高产、稳产的主控因素ꎬ为后期该地区的勘探选区、井位部署、压裂及排采工程设计提供指导ꎬ笔者对此类过饱和气藏展开了深入研究ꎮ过饱煤炭科学技术

第４７卷

游离气呈自由状态ꎬ和常规天然气相同ꎬ依靠排水降压ꎬ沿大、中孔及割理直接产出ꎬ随储层压力的缓慢降低ꎬ吸附气按等温吸附曲线特征逐渐解吸ꎬ最后经过“扩散－渗流”产出ꎮ

气藏ꎬ采用以往的排采管控方法ꎬ煤层气开始排采后ꎬ

２　排采煤层气产出特征

２.１　排采过程渗透性的变化规律

在煤层气井整个排水采气的过程中ꎬ渗透率不断变化如图２所示ꎮ在资源量一定的条件下ꎬ影响产能的一个最为关键的因素即储层的导流能力[７]ꎬ和煤层气藏的排采过程兼具游离气与吸附气的生产特征ꎬ目前针对吸附气的产出机理及排采管控方法已经进行了大量的研究[３－４]ꎬ而对游离气与吸附气共采

的情形缺乏专门的研究与探讨ꎬ仅停留在概念层面ꎮ为此ꎬ笔者重点剖析了游离气和吸附气的产出机理ꎬ在深入分析现场实际生产数据的基础上ꎬ将等温吸附曲线划分为两种经典类型ꎬ并分别阐释了相应的煤层气产出特点ꎬ选取六盘水地区２口经典过饱和煤层气井为例ꎬ系统阐述了其产能差异的内在原因ꎬ提出了影响过饱和煤层气藏产能的主控因素ꎬ对后期该类气藏的高效开发具有重要的指导作用ꎮ

１　过饱和煤层气藏定义

煤层的含气量超过煤层吸附能力的煤层气藏称为过饱和煤层气藏ꎬ其含气饱和度大于１ꎬ主要赋存方式包括游离态与吸附态ꎬ其中游离气是指由煤岩生成、赋存于煤岩及其邻近层位孔(裂)隙、割理等储集空间中呈游离状态的天然气ꎬ它与煤层中的吸附气呈共生关系[６]ꎮ根据等温吸附曲线ꎬ原始煤储层压力为Ｐｉꎬ实测含气量位于Ｂ点ꎬ实际Ｂ点含气量大于Ｃ点理论含气量ꎬ可将具有此类特征的煤层气藏定义为过饱和煤层气藏ꎬ累计可采气量包括游离气(ＢＣ段)和吸附气(ＣＤ段)２部分(图１)ꎮ

图１　过饱和煤层气藏定义

Ｆｉｇ􀆰１　ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＣＢＭｒｅｓｅｒｖｏｉｒ

１８２

排采单相流阶段ꎬ随储层压力的降低ꎬ煤储层主要受应力压缩的作用ꎬ渗透率呈逐渐减小的趋势[８]ꎬ影响该阶段渗透率下降程度的主控因素为煤体结构、排采强度、临储比等ꎬ其影响机理如下:①若煤体破碎程度大ꎬ煤层抗挤压变形能力弱ꎬ支撑剂极易嵌入煤层ꎬ裂隙闭合速率加快ꎬ闭合严重ꎬＡＢ段越陡ꎻ②若早期排采强度过大ꎬ井筒附近储层地层压力迅速降低ꎬ远井端的水来不及供应ꎬ近井地带出现较严重的亏空ꎬ应力敏感效应加剧ꎬ储层渗透性急剧降低ꎬＡＢ段越陡ꎻ③临储比决定了吸附气开始解吸的时间ꎬ若临储比过低ꎬ储层需经历很长一段时间的应力压缩、渗透性变差的阶段(ＡＢ段时间延长)ꎬ储层渗透率降低至较低值ꎬ严重制约吸附气的有效解吸ꎮ

图２　排采过程渗透率的变化

Ｆｉｇ􀆰２　Ｃｈａｎｇｅｏｆｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｒａｉｎａｇｅ

当储层压力低于临界解吸压力后ꎬ气体解吸导致基质表面自由能增加ꎬ孔裂隙空间增大ꎬ渗透性变好ꎬ早期解吸速度缓慢阶段ꎬ渗透率在有效应力压缩下继续减小ꎬ但幅度有所降低(ＢＣ段)ꎬ随解吸量的不断增大ꎬ渗透率降低趋势减缓后出现增幅ꎬ气体解吸作用引起基质收缩对渗透性的正效应逐渐大于有效应力的压缩负效应ꎬ渗透率有较大幅的提升(ＣＤ段)ꎬ因此不同排采阶段两种效应的作用时间和强度决定储层导流能力的变化趋势ꎮ影响该阶段渗透率变化的主控因素为等温吸附特征及排采强度①:引起基质收缩的时间等温吸附特征决定气体解吸速率及气体大量解吸ꎬ即决定ＢＣ段的时间ꎬ若低效解吸阶段时间过长(ＢＣ段时间长)ꎬ应力敏感造成

杨晓盈等:贵州省过饱和煤层气藏产气规律研究２０１９年第４期

储层伤害的阶段过长ꎬ将牺牲掉大部分的储层能量ꎬ难以实现高产ꎮ②ＢＣ段吸附气处于低效－缓慢解吸阶段ꎬ储层中的临界解吸点至井筒间的地层流体以泡状－段塞流为主ꎬ流体粘度增大、携煤粉能力增强ꎬ若排采强度过大ꎬ极易造成煤粉运移、堵塞现象ꎬ渗透率急剧降低ꎬ压力传递受阻ꎬ导致Ｃ点后渗透率仍处于下降趋势ꎮ

对于过饱和煤层气藏ꎬ理论上当井底流压低于储层原始地层压力后ꎬ吸附气便开始解吸ꎬ其中Ａ－Ｃ阶段对应吸附气缓慢解吸阶段ꎬ此时气体解吸速率渐提高ꎬ解吸速度加快ꎬ煤层气解吸量对煤层气井产能贡献逐渐增大ꎬ此类储层的渗透率变化规律类似ＡＣ段(图２)ꎬ其变化趋势主要取决于吸附气低效－缓慢解吸阶段的时间ꎬ若低效解吸及缓慢解吸阶段过长ꎬ吸附气解吸量微乎其微ꎬ储层的渗透性因应力敏感作用长期处于快速降低的趋势ꎬ后期压力降难以继续传递扩展ꎬ使得绝大多数的吸附气量难以解吸释放ꎮ该类储层主要依靠早期游离气供气ꎬ至中后期因储层渗透率大幅度降低ꎬ压力降难以传递扩展时ꎬ游离气产量开始迅速下降ꎮ总体上排采特征较小ꎬ基质收缩对渗透性的正效应小于有效应力的压缩负效应ꎻ当吸附气开始大量解吸后ꎬ渗透率开始缓慢回升ꎻ而游离气的产出对储层渗透率的影响主要体现在因地层泄压会加剧应力敏感伤害的作用ꎬ因此过饱和煤储层导流能力的变化主要取决于产层吸附气的解吸速率ꎬ即等温吸附特征ꎮ２.２　游离气产出机理

本次研究的重点是煤层及其顶底板赋存的游离气ꎮ其产出机理是依靠压差驱动ꎬ从基质孔隙非线性渗流至裂隙ꎬ并流向井筒ꎬ其产出过程类似于常规低渗透天然气ꎬ直接渗流产出ꎮ

对于过饱和煤层气藏ꎬ初期高流压阶段ꎬ赋存于煤岩及其顶底板大孔(裂)隙中的游离气ꎬ由于毛管阻力小ꎬ直接渗流入井筒快速产出ꎮ随着地层压力的持续降低ꎬ游离气在压差的作用下大量产出ꎮ因此ꎬ游离气具有产出时间快ꎬ产气增长快的特征ꎬ其累计供气时间及供气量的变化的主要取决于储层的非均质性、排采过程中储层导流能力的变化规律(图２)及游离气的总含量ꎮ２.３　吸附气产出机理

相对于游离气而言ꎬ吸附气的产出过程还需要经历解吸和扩散阶段ꎮ原始地层条件下ꎬ气体分子处于吸附平衡状态ꎬ排水降压至地层压力低于临界解吸压力时ꎬ气体自基质孔隙表面发生解吸ꎬ由吸附态转化为游离态ꎬ进而在煤基质中扩散ꎬ最后经由割理或较大的外生裂隙渗流至井筒ꎮ吸附气对产气的贡献量主要取决于解吸量的多少ꎮ

过饱和煤层气等温吸附曲线往往呈现２种典型特征(煤层依次经历低效解吸阶段１)图Ａ３类)ꎮ:当地层压力降至原始储层压力以下分叙如下:

、缓慢解吸阶段、快速解ꎬ

吸阶段及敏感解吸阶段[９－１０]ꎮ初期高流压阶段煤层气解吸量对压力几乎不敏感ꎬ解吸速度很小ꎬ煤层气

解吸量占产气比例很低ꎬ产气量以游离气主导供气ꎻ随着排采的进行ꎬ煤层气解吸量对压力敏感程度逐

呈现为见气快、产气增长快、稳产期短、衰减快的特点ꎬ累计产气量主要取决于储层的物性、改造效果、等温吸附特征及游离气量的大小气在压差的作用下快速产出２)Ｂ类:地层压力一旦低于原始储层压力ꎮ

ꎬ吸附气对压力的敏感ꎬ游离

程度高ꎬ随储层压力的降低迅速解吸ꎬ煤基质收缩降低了应力敏感对渗透性的伤害ꎬ随着吸附气的大量解吸ꎬ基质收缩对渗透率的正效应逐渐大于应力压缩的负效应ꎬ储层导流能力逐渐变好ꎬ气井从始至终呈现出很强的供气能力ꎬ产气急剧升高ꎬ吸附气对产气的贡献越来越显著ꎮ此类储层的渗透率变化规律仅存在ＢＤ阶段(图３)ꎮ

图３　煤层气典型等温吸附曲线类型

Ｆｉｇ􀆰３　Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ

１８３

２０１９年第４期

煤炭科学技术

第４７卷

储层渗透率随吸附气的大量产出逐渐变好ꎬ游离气的贡献量随游离气相饱和度的降低逐渐减少ꎬ但吸附气随解吸速率的加快对产气的贡献率逐渐增加ꎬ在整个产气周期ꎬ二者互为补充ꎮ该类储层往往呈现出吸附气与游离气共产、见气快ꎬ见气量大、稳产时间长、衰减慢的特点ꎮ

不同的等温吸附曲线类型ꎬ决定了吸附气大量解吸释放的时间及难易程度ꎬ即基质收缩正效应抵消应力压缩负效应的时间ꎬ间接影响了储层导流能力的变化趋势ꎬ使得储层间常呈现出不同的产气特从图５可以看出ꎬ初始产气阶段(阶段Ａ)ꎬ控制较小的排采强度(流压降幅１５ｋＰａ/ｄ左右)排采ꎬ产水及产气等比例快速上升ꎬ该阶段的主要供气源为游离气ꎬ解吸气量相对较少ꎬ随地层压差增大ꎬ气、水流量同时增大ꎬ水相渗透率对气相饱和度不敏感ꎬ说明储层渗透性较好ꎮ随压降的进一步传递(阶段Ｂ)ꎬ游离气相饱和度进一步增大ꎬ此时产气量继续升高ꎬ但产水基本稳定ꎬ近井地带改造后的总孔裂隙体积与气水流量之和达到平衡ꎮ截至Ｂ阶段以前ꎬ受上覆岩层压应力及基质收缩的影响ꎬ储层导流能征ꎮ因此ꎬ在勘探开发部署决策前ꎬ需针对不同的产出特征和产能主控因素ꎬ提出相适应的完井方式、压裂工艺及排采对策ꎬ以期达到最佳的采气效果ꎮ

３　现场应用对比分析

３.１　位于开阔平缓的向斜南翼ＹＭ１案例井位于贵州六盘水市水城县境内１井的基本概况

ꎬ附近无大断层ꎬ主要压裂ꎬ构造上

层段为５－２煤、７煤、１３－２煤ꎬ煤体结构好ꎬ均为块煤ꎬ累计厚度６.４ｍꎬ煤层镜质组反射率Ｒ中等变质程度的贫瘦煤ꎮ该井区各煤层的兰氏体积ｏ平均１.７１％ꎬ为为１１.０６~２２.５２ｍ３/ｔꎬ平均１７.７５ｍ３层含气量ｍ(煤层含气量为１５.５６~２４.８４/ｔｍꎬ低于相应的煤３３产层均为过饱和储层/ｔ)ꎬ根据现场解吸及等温吸附实验结果/ｔꎬꎬ图４为７煤等温吸附曲线ꎬ平均该井２０.７６３ꎬ段其他２层煤具有类似特征ꎮ从图中可以看出一旦储层压力低于原始地层压力Ｐｉꎬ吸附气便进入快速解吸阶段ꎬ等温吸附曲线类型属于Ｂ类ꎬ储层条件好ꎮ

图４　ＹＭ１井７煤等温吸附曲线

３Ｆｉｇ􀆰.２　４　生产曲线分析

ＩｓｏｔｈｅｒｍａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆＮｏ.７ｃｏａｌｉｎＷｅｌｌＹＭ１

ｄＹＭ１井于２０１７套压迅速上升的排水降压后ꎬ因该地区地层压力系数约为ꎬ当储层压力降至原始地层压力后年１月１０日开始排采ꎬ经历３２０.８ꎬ属ꎬ于欠压储层ꎬ液柱高度需降至井底流压等于原始地层压力ꎬ才会出现套压ꎬ因此需排采一段时间才见

气１５０ꎬ见气后１ｄ套压升至２.２ＭＰａꎬ产气增幅达到增长快的特点ｍ３/ｄꎬ表现出过饱和气藏典型的产气快ꎬ产气量１８４

ꎮ４力变化一直处于ＢＣ阶段(图２)ꎮ当储层压力降至

４ＭＰａ后(阶段Ｃ)ꎬ进入吸附气快速解吸阶段(图水继续流向井筒)ꎬ近井地带含气饱和度急剧升高ꎬ产水量迅速降低ꎬ此后因吸附气的ꎬ阻碍远井端的大量解吸ꎬ基质收缩孔裂隙体积增加ꎬ储层渗透率的下降趋势减缓ꎬ直至开始缓慢回升(图２阶段ＣＤ)ꎬ压力降的传播阻力减小ꎬ吸附气与游离气互为补充ꎬ产气量急剧升高ꎬ截止目前该井已连续１０个月产气量稳定在４０００ｍ３与Ｂ类等温吸附特征的产气特点相吻合/ｄ以上ꎬ取得较好的产气效果ꎬ即产气ꎬ快、产气增长快、稳产时间长ꎮ该井在压裂施工、作业及排采过程未出现重大问题ꎮ

图５　ＹＭ１井排采生产曲线

３.３　案例Ｆｉｇ􀆰２井基本概况

５　ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＷｅｌｌＹＭ１

井主要压裂层段为Ｚ１井位于贵州六盘水市钟山区大河镇境内Ｃ４０９煤、Ｃ４０６煤ꎬ其中Ｃ４０９ꎬ该煤下段煤体较为破碎ꎬ累计厚度１０.８５ｍꎬ煤层镜煤反射率Ｒ积为６ｏ~＝１３１.０８％ｍ３气量(煤层含气量为/ꎬｔꎬ属于肥煤平均ꎬ该井区各煤层的兰氏体１２１０~１８ｍ３ｍ/ｔ３ꎬ据现场解吸及等温吸附试验结果/低于相应的煤层含ｔꎬꎬ平均该井１５２段产层均ｍ３/ｔ)ꎬ根为过饱和储层ꎬＣ４０９煤等温吸附曲线知图所示ꎬ从图６可以看出该段产层游离气所占比例较大ꎬ随地层压力的降低ꎬ游离气在压差下克服流动阻力迅速

杨晓盈等:贵州省过饱和煤层气藏产气规律研究２０１９年第４期

产出ꎬ但早期高流压阶段ꎬ吸附气较长时间处于低效解吸区(图６)ꎬ吸附气解吸速度缓慢ꎬ解吸量少ꎬ储层导流能力变化长期处于ＢＣ阶段(图２)ꎬ直至井底流压Ｐｄ＝３ＭＰａꎬ即井底流压需降低Ｐｉ－Ｐｄ＝５.２ＭＰａꎬ吸附气才开始进入快速解吸区ꎬ但此时储层导流能力在应力压缩的作用下已缓慢降低至较低水平ꎬ加之该储层煤体结构相对较差ꎬ会进一步加剧应力压缩作用ꎬ使得储层渗透性急剧降低ꎬ压力降难以传递ꎬ吸附气量难以解吸释放ꎬ该井储层的等温吸附曲线类型属于Ａ类ꎬ开发中后期储层渗透性急通过对案例１井和案例２井的对比分析ꎬ过饱和煤层气藏排采初期具有见气快、产气增长快的特点ꎮ在资源量、改造效果一定的前提下ꎬ其稳产气量的大小、稳产时间及衰减速率等参数主要取决于产层的等温吸附曲线类型、煤体结构以及排采制度的合理性ꎬ排采制度及煤体结构的好坏会加剧或改善等温吸附特征对储层导流能力的影响ꎮ在排采制度无严重失误、煤体结构较好的前提下ꎬ等温吸附曲线类型为过饱和气藏产能的主控因素ꎬ其决定了吸附气快速解吸释放的时间及排采过程中储层导流能力剧变差是该类储层难以实现长期高产、稳产的主控因素ꎮ

图６　Ｚ１井Ｃ４０９号煤等温吸附曲线

Ｆｉｇ􀆰３.４　６　Ｚ１生产曲线分析

ＩｓｏｔｈｅｒｍａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆＮｏ􀆰Ｃ４０９ｃｏａｌｉｎＷｅｌｌＺ１

现出典型的见气快井于２０１６年、产气量增长快的特征６月２１日开始排采ꎬꎬ见套后呈

表现为套压增长快、产气量急剧上升ꎬ符合游离气的产出机理ꎮ然而该井产气量达到１０００ｍ３个月左右ꎬ产气量迅速衰减ꎬ整体呈现出产气快/ｄ后ꎬ仅稳产、初

５期产气增长快、但稳产期短、产气衰减快的特征ꎮ

分析其原因主要有以下几点:①根据煤储层等温吸附特征(图６)ꎬ排采初期高流压阶段(储层压力大于３ＭＰａ)ꎬ吸附气始终处于低效解吸阶段ꎬ解吸气量很少ꎬ主要依靠游离气供气ꎬ因此初期的产气特征更趋于游离气的产出特点ꎬ总体呈现出见气快、产气量增长快的特征ꎻ②在储层压力降低至３ＭＰａ(解吸敏感点)以前ꎬ因主力煤的煤体结构较为破碎ꎬ应力压缩造成的导流能力伤害异常明显ꎬ当气体进入快速解吸阶段时ꎬ储层的渗透率已降低至较低值ꎬ压力降的传播阻力逐渐增大ꎬ储层排水降压困难ꎬ煤基质孔隙表面吸附的气体难以解吸释放ꎬ游离气的产气通道也越来越狭小ꎬ因此整体呈现出稳产期短、产气衰减快的特点ꎮ③该井在提产阶段ꎬ为尽快落实３０地层可采资源量~ꎬ提产速率较快ꎬ日流压降幅达到大ꎬ加之主要煤层段构造煤较发育３５ｋＰａ/ｄꎬ近井地带压差急剧增加ꎬ速敏及应力敏感ꎬ气体流速增伤害加剧ꎬ近井地带储层渗透性迅速降低ꎬ这也是难以实现长期高产、稳产的重要原因ꎮ

的变化趋势ꎬ对产气通道的顺畅与否具有重要影响ꎮ而煤体结构及排采制度的合理性在一定程度上会进一步恶化或改善渗透性的变化程度ꎬ起到一定的诱导和催化作用ꎮ

图７　Ｚ１井排采生产曲线Ｆｉｇ􀆰７　ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＷｅｌｌＺ１

４　结　　论

具有排采初期见气快１)基于游离气的产出机理、产气增长快的特点ꎬ过饱和煤层气藏

ꎮ其稳定产气量的大小、稳产期及衰减速率等主要取决于产层的等温吸附特征、煤体结构及排采制度的合理性ꎬ其中煤储层的等温吸附类型为最关键的影响因素征决定了吸附气大量解吸释放的时间２)对于过饱和煤层气藏ꎮ

ꎬ煤储层的等温吸附特ꎬ间接影响着储层导流能力的变化及排采过程中压力降的传播速率ꎬ最终决定了游离气的产出量与吸附气解吸释放的难易程度了其抵抗应力敏感伤害的能力及煤粉运移堵塞风３)煤体结构的好坏在一定程度上极大的影响

ꎮ

险ꎬ排采制度的合理与否可减轻或加重渗透性的相关伤害ꎬ对于过饱和气藏的高产、稳产具有重要的决定作用ꎮ

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