煤层气井合层排采控制方法的探讨

摘 要：本文主要是探讨煤层气井合层排采控制方法，在此基础之上分析了合层排采当中的层间干扰因素和存在的各项问题，分析井底流压降幅的产水量和套压作为排采控制方法和原理。

关键词：煤层；合层排采；控制方法

中图分类号：TD84 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0146-01

合层排采可以在较大程度上降低工程投入成本，节约施工和排采时间，全面提升产能。近年来，关于合层排采的可行性，层间矛盾以及影响因素等方面的研究不断增多。煤岩渗透率与孔隙度会对有效应力造成极大影响，这样就表明煤层气井排采控制方法的重点内容在于逐级降压。合层排采井多个产层的排采流体流相异于单层排采方式，还会导致各个产层埋深，产液产气能力以及供气供液能力出现较大差异性，造成层间干扰或矛盾现象。因此现阶段最主要的问题在于怎样应用排采工艺对层间干扰问题进行减少或消除。

1 排采工程试验

在某井田当中进行合层排采试验，区内开发储层主要分布在白垩系下统阜新组，含煤层垂向上被阜新组重度的泥岩段和砂岩段分离为两个煤组，中部砂泥岩段厚度在100m左右，上下含煤组厚度大约在180m作用，具有较大的厚度。

数值模拟试验结果表明压裂影响半径能够达到113.65m左右，因此需要对本井控制的地质资源进行计算，上煤组能够达到514.5m3，下煤组能够达到670.2m3，单井能够达到1232.5m3，控制储量比较多。白垩系含煤段顶部和底部各有隔水层，成分主要为灰黑色泥岩，细砂岩以及粉质等。白垩系含煤段是一套由粗砂岩形成的承压微弱直接充水含水层，含水层底板为下含煤段底部煤层底板上，顶板是泥岩隔水层。该层组含水层自检夹泥岩，粉砂岩复合隔水夹层，该夹层能够起到显著隔水效果。煤层气井压裂产层段基础数据如表1所示。

2 分析排采试验结果

合排井AS28井排采时间监测时间为12个月，共产水3382m3，产气时间为326d，共产气86.5万m3；单排井GF1是该地区产气量最高的井，日产气量能够达到2×103m3。此次研究仅仅分析排采前期的987d，共产水量为8264m3，产气时间为813d，共产气125.6万m3。

将排采工艺共分为初期排水降压液面，放喷，控压稳产，憋压，控压产气以及产气衰减等阶段，AS28井主要历经排水降液面，控压产气以及控压稳气等装置。在进入临界产气期时就能够套压显示，在较短时间内套压能够上升到1.1MPa，之后进入控压产气期。日产上升期间的产气曲线降低的原因在于检修排采设备导致。

3 合层排采井层间干扰机理

3.1 气水流体相态特征差异性

合层排采与单层排采流相态的差异是层间干扰的主要原因。①单压裂层排采：欠饱和气藏根据排采压降影响半径范围以及波长等可以将排采时的气水流相特征分为水单相流动的饱和单相流阶段，压降传递无气水流动阶段，仅有少量气流的非饱和单相流态阶段以及以水为主的气水两相流阶段。在初期排水减液面阶段相应的流体阶段有Ⅰ，Ⅱ。在该阶段泄流半径在初期扩展期间，储层压力会降低到临界解吸压力周边时停止。②合层排采井气水流体相态特征：在AS28井当中主要包括四个压裂层段，在统一煤组层间不会产生较大的干扰影响，将上煤组当作独立的压裂层段，下煤组也作为独立的压裂层看待。单井多个压裂层的合层排采可以分为若干个阶段，在各个产层流产出阶段导致单层排采与流体产出特征之间存在较大差异性。

3.2 合层排采层间干扰因素

①层间干扰影响因素：合层排采主要涉及到多个产层产气产液，在各个阶段都会出现不同的供气能力和供液能力，以上因素为层间干扰的客观因素。影響因素主要分为临界解吸液面深度，产层储层压力液面深度，供气和供液能力，合采层数等。如果供气供液能力之间存在较小的差异，那么储层压力和临界解吸压力的液面深度也会缩小差异，降低层间干扰。②煤组内层间干扰：在井第三和第四压裂段间隔为75m，测试结果显示同一煤组内部各个储层临界解吸液面深度与压力之间额差值要控制在70m作用。在同一区域内煤组各压裂段在储层压力，供液能力以及临界解吸液面深度方面具有较小的差异，因此不具有显著的合层排采干扰影响。③临界解吸液面深度差异造成的干扰：产气初期水气两相会造成水相和气相渗透率失稳。产层在出现产气之后会逐渐增加气相渗透率，这样会相应降低水相渗透率和储层供液能力。从初期排水降液面阶段-憋压阶段-控压产气早期，会逐渐增加井底流压降幅内的产水量的波动情况，最大波动情况出现在憋压阶段-控压产气早期。从以上分析也能够看出，多个产层产液时供液能力不会出现同步增长趋势，这样也会持续增加层间干扰。

4 结束语

综上所述，每层气井排采期间如果快速排水降压会导致增压现象，不管是煤层，砂岩还是泥岩在应力敏感性方面都比较强，具有较高的含水量则会相应提升应力敏感性。煤层气井排水初期也会产生大颗粒煤粉，如果排采强度比较大将会增加煤粉产出浓度，导致卡泵现象；如果在排采期间出现停抽现象将会导致煤粉聚集，之间增加裂缝堵塞现象，对煤层的整体降压效果造成影响。因此在合层排采期间需要全面注重控制方法，这样才能够从根本上提升排采效果。

参考文献

[1]李彬刚.煤层气井合层排采过程中储层伤害问题研究[J].中国煤炭地质，2017，29（07）：33～35+79.

[2]康永尚，姜杉钰，叶建平，等.沁水盆地寿阳区块煤层气排采动态成因机理及排采对策[J].天然气地球科学，2017，28（01）：116～126.

[3]巢海燕，王延斌，葛腾泽，等.地层供液能力差异对煤层气合层排采的影响——以大宁-吉县地区古驿背斜西翼为例[J].中国矿业大学学报，2017，46（03）：606～613.

[4]赵俊龙，汤达祯，林文姬，等.韩城矿区煤层气井分层合采产能特征及分布模式[J].煤炭科学技术，2015，43（09）：80～86.

收稿日期：2018-3-15

作者简介：王显飞（1985-），男，汉族，云南昭通人，工程师，硕士，主要从事煤炭地质和煤层气、页岩气钻井、试井、定向、录井、排采等工程施工工作。