...水剂适应性差的原因分析及解决措施

汪海

[摘 要]煤型气是指煤系中煤和分散的有机质在成岩和煤化作用过程中形成天然气，以游离状态、吸附状态和溶解状态赋存于煤层和其他岩层内，其成分大多以甲烷为主，也可以以氮气、二氧化碳或重烃为主。其中赋存在煤层中、成分以甲烷为主的煤型气，成为煤层气或煤层甲烷，赋存在围岩中的煤型气称为煤成气。

[关键词]煤层气井 检泵

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0013-01

一、概述

煤型气是指煤系中煤和分散的有机质在成岩和煤化作用过程中形成天然气，以游离状态、吸附状态和溶解状态赋存于煤层和其他岩层内，其成分大多以甲烷为主，也可以以氮气、二氧化碳或重烃为主。其中赋存在煤层中、成分以甲烷为主的煤型气，成为煤层气或煤层甲烷，赋存在围岩中的煤型气称为煤成气。瓦斯是赋存在煤层中的煤层气与采动影响带中的煤成（层）气、采空区的煤型气和采掘活动过程中新生成的各种气体的总称。

二、中国煤层气资源分布状况

一般来说，煤层气资源勘探开发工作是划分为若干个阶段来进行的，每个阶段都要相应地进行资源评价；不同阶段所谓的有利区带的含义、范围等都不相同，相应地，选择有利区带的标准也不相同；同时，不同开采方式，其要求又有很大区别。因此，应建立不同层面上的有利区带标准。对地面垂直井开采方式，就目前煤层气勘探开发程度和认识水平而言，本着从大到小，从整体到局部的原则。

煤层气有利区带的选择评价应该在有利区块、勘探靶区、开发试验区这3个层面上进行。

有利区块选择，是在全国或含气压资源评价的基础上，以含气带或煤层气田为对象来进行；在确定有利区块后，根据煤层发育赋存条件，煤级及含气量变化规律，地质构造破坏程度、区域煤层渗透性预测结果等资料，选择并确定勘探靶区；根据煤层气勘探井的钻探和排水采气资料，通过气藏数值模拟技术，建立起用于产能预测的煤层气藏模型，利用这些成果确定进行小型工业性开发的试验区；根据开发试验成果，确定可否进行大规模工业性开发。

随着经济持续发展对能源需求的日益增加和常规油气资源的日益短缺，世界各国都在积极寻找开发新的能源，以弥补常规油气资源的缺口。合理地开发煤层气资源，不仅可以大幅减少矿难事故，而且有助于减少国民经济对常规油气资源的依赖。根据最新资源评估结果，俄罗斯、加拿大、中国、美国及澳大利亚等国都跻身于煤层气大国行列，许多国家都进行了煤层气开发的有关研究，且逐渐实现了商业化开采。煤层气是自生自储的非常规天然气，主要成分为甲烷，以吸附和游离状态赋存于煤层和围岩中，其热值与天然气相当。由于煤基质中发育有大量的微孔隙，孔径可小至0.5～1.0nm，其比表面积极大，对甲烷分子具有很强的吸附能力，而使水分子难以进入，通常煤层气只存在于地层的割理中。当煤层气经割理流动至井底时，常常伴有大量的水产出，因而需要专门的排采设备来降低井底压力，促进煤层气解吸。

三、煤层气井检泵分析及应对措施

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。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。

影响煤层气井排采效果的主要因素：非连续性排采的影响：煤层气井的排采生产应连续进行，使液面与地层压力持续平稳的下降。如果因关井、卡泵、修井等造成排采终止，给排采效果带来的影响表现在：（1）地层压力回升，使甲烷在煤层中被重新吸附；（2）裂隙容易被水再次充填，阻碍气流；（3）回压造成压力波及的距离受限，降压漏斗难以有效扩展，恢复排采后需要很长时间排水，气产量才能上升到停排前的状态。

井底流压的影响：井底流压是反映产气量渗流压力特征的参数，制定合理的排采制度和进行精细的排采控制应该以井底流压为依据。较低的井底流压，有利于增加气的解吸速度和解吸气体量。排采强度的影响：煤层气排采需要平稳逐级降压，抽排强度过大带来的影响有：（1）易引起煤层激动，使裂隙产生堵塞效应，降低渗透率；（2）影响泄流半径。排采阶段，如果液面下降速率过快，井筒附近的流体就会以较高的速度和较大流体压力差流向井筒，有效应力快速增加，裂缝过早闭合，煤层无法将压力传递到更远处，造成降压漏斗得不到充分扩展，泄流半径得不到有效延伸。（3）吐砂。对于常规压裂的直井在排采初期如果在裂缝尚未完全闭合时，排采强度过大，导致井底压差过大引起支撑砂子的流動，使压裂砂返吐，影响压裂效果。

四、结论

煤层气井的不同井型的地质适用，有其不同点也有其相同点。针对某一条件的煤储层可能有多种井型可供选择，需要我们不仅考虑地质条件，还要考虑经济条件、交通运输条件以及现场施工条件等等。

参考文献

[1] 张洪，覃成锦.煤层气储层类型及配套钻井方案概述.2013.

[2] 刘贻军，李曙光.我国煤层气勘探开发工艺技术展望，中国石油煤层气有限责任公司，北京.

[3] 鲜保安，夏柏如，张义，鲍清英，王海军，刘建伟.煤层气U型井钻井采气技术研究.2010.7.