煤层气井排采过程中不同煤体结构储层渗透率动态变化特征研究

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我国煤层气储层特征研究

我国煤层气储层特征研究艾军;肖传桃;郭双;陈肯【摘要】在对国内煤储层渗透性、压力、吸附性及含气性等研究现状系统调研的基础上，提出了每种研究方法存在的局限性。

以国内主要煤层气矿区及室内实验研究为基础，提出：建立围压与煤储层基质收缩程度与裂缝系统开合程度数学模型是下步煤储层渗透性研究的重点；构造应力是影响煤储层压力变化的主要因素；在利用经验公式研究煤储层吸附特性时，应充分考虑影响煤样膨胀量的压力条件；煤层气富集区具有煤层厚度大、分布面积广、煤储层裂缝发育、顶底板封盖性能好及水动力条件优越等特点。

深化煤储层特征研究对进一步提高煤层气动用程度具有较大意义。

【期刊名称】《非常规油气》【年(卷),期】2014(001)001【总页数】8页(P33-40)【关键词】储层渗透率;储层压力;吸附特性;含气量分析【作者】艾军;肖传桃;郭双;陈肯【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TD712.67加快煤层气产业基地建设，把煤层气抽采工作同煤矿安全、环境保护相统一，其核心是找出适合本国煤层气发展的方案[1]。

煤层气在成分上与常规天然气基本相同，区别在于煤层气开发需要进行前期抽排试验[2]。

在开发过程中，煤层气储层（简称煤储层)特征研究的深入程度直接或间接影响煤层气的采收率。

我国煤储层特征等基础研究起步较晚，本文主要从渗透性、储层压力、吸附特性和含气量分析等方面对煤储层加以论述。

煤储层非均质性和储层成因机制的深入研究可指导煤层气的有效开发。

1.1 煤储层渗透性研究现状煤储层渗透性受多方面因素影响，地应力是其中一方面。

地应力大小取决于煤层埋藏深度和应力梯度，构造活动影响着应力梯度的大小。

姚艳斌认为，煤储层显微裂缝不发育、孔隙连通性差和微孔比例过大为煤层气开发的“瓶颈”[3]。

利用压汞实验进行单相渗透性测定，数据表明，“比表面积”和“孔喉直径”为其制约因素，孔缝系统中喉道的发育程度对渗透率的影响具有“短板效应”。

而热演化作用、沉积成岩作用和构造应力应变作用控制裂缝系统的变化。

煤层渗透性与煤体(ppt)

1.5.1实验室测定煤样透气性系数
在一定的压差中，测定通过煤样的瓦斯流量。依据煤样的几何尺寸、两端压差的大小和流量，根据Darcy定律计算其透气性系数： 2Q pnL

F ( pk pr )
2 2
B
图1.2 不加压时的实验装置
在实验过程及煤样透气性系数计算方法与未加围压时的煤样透气性系数的测定方法相同，煤样透气性系数的计算公式也采用公式，但可以通过调节高压泵的压力来模拟地应力对煤样的作用。
由全应力-应变曲线可以看出，其应变-渗透率曲线与应力-应变曲线变化趋势一致，但表现出相对“滞后”的特点，表明渗透率的变化与其损伤演化过程密切相关。同时，煤体通过其内部裂隙的渗透需要一定的时间过程。说明煤体结构是煤储层渗透率的间接反映。
图3.1 两块不同煤岩样品全应力应变过程渗透率变化曲线
1.5 煤层透气性系数的测定方法
煤层透气性系数λ测定及计算方法，可以分为历史资料匹配法、实验室测定方法和现场实际测定方法三类。实验室测定煤样透气性系数的方法主要有两种，即加压时的煤样透气性系数测定方法和不加压时的煤样透气性系数测定方法。目前，在煤层透气性系数的现场测定方法中，国外主要有前苏联学者提出的马可尼压力法、克氏压力法和克里切夫斯基法。国内由周世宁院士针对煤层透气性系数测定中存在的不足，根据煤层瓦斯流动理论，提出了测定煤层透气性系数的钻孔流量法包括单向流量法、径向流量法和球向流量法。历史资料匹配法是一种统计模拟法，该方法的原理是:根据区域内己有煤层气气井的历史产气资料和气藏储备参数，采用储层模拟器对已有的气井产量井下模拟匹配，从而计算出煤层透气性系数。
破坏煤
碎斑煤
软煤糜棱煤或碎粉煤
碎粒煤

煤层气储层渗透率影响因素研究

煤层气储层渗透率影响因素研究王臣君;杜敬国;梁英华【摘要】煤层气储层渗透率是煤层气开发生产的关键参数之一.在深入分析煤层气的解吸过程和煤储层孔隙特征的最新研究成果基础上,对与煤层气储层渗透率相关的主要影响因素进行了系统分析,发现:大量水排出后会形成大量与裂隙相连的孔隙,对煤层气的渗透率造成重要的影响;煤层的成熟度不仅对煤层气储层的孔隙结构造成影响,同时对孔隙表面的粗糙度也有一定的影响;克林伯格效应对煤层气储层的渗透率影响可以不在研究范围内;甲烷的溶解度随无机质离子的含量增大呈现一种先增大后减小的趋势.%The permeability of coalbed methane reservoirs is one of the key parameters of coalbed methane exploitation and production. Based on the deep analysis of the latest research results of the desorption process of coalbed methane and the pore characteristics of coal reservoirs, systematical analysis was made in this paper on the main influence factors related to the permeability of coalbed methane reservoirs, it was found that the discharge of a large amount of water would form a large number of pores connected with fractures, which would have an important influence on the permeability of coalbed methane;the maturity of coal seam not only affected the pore structure of coalbed methane reservoirs, but also the pore surface roughness; the influence of Klinkenberg effect on the permeability of coalbed methane reservoirs could be neglected; the solubility of methane showed a trend of first increase and then decrease with the increase of the inorganic ion content.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】6页(P83-87,91)【关键词】煤层气;储层;渗透率;复合解吸;溶解度【作者】王臣君;杜敬国;梁英华【作者单位】华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;唐山中浩化工有限公司,河北唐山063611;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TD712面对国家能源结构调整和社会对环境保护的需求，国家相关部门对煤层气提出了更大的指导规划和更积极的财政补贴政策，使得我国煤层气勘探开发又进入一次新的发展时期。

多因素叠加作用下煤储层渗透率的动态变化规律_汪吉林

*
=
∫ ( 1 － U ) dy
δ
u
（ 5）
0
e
dy 为切向速度的法向微分；位移厚度可用线段其中， AB （或 CD）表示，它的取值应使三边形 ABF 与三边形 DEF 面积相等（图 1 ）不再讨论。概念，
［32 ］
。此外还有动量厚度的
（ 3） 2 πd2 ρ m 槡 K0 为绝对渗透率； p m 为实验进、式中，出口平均压力； b 为与气体性质、孔隙结构有关的常数； c 为近似于 1 的比例常数； λ 为对应于平均压力 p m 时的气体分子平均自由程； r 为介质孔隙半径； d 为气体分子直径； ρ m 为气体分子数量密度。有关研究探讨了煤储层 CH4 渗流的滑脱效应特征，但也有学者认为气体在岩石孔隙中的流动不存在滑脱效应，气测渗透率偏高和对压力依赖性的
［20－22 ］
。
（ 4 ）关于边界层问题。流体渗流时，在固壁附近沿固壁的切向速度迅速下降为很薄的一层区域内， 0，这个薄层被称为边界层。边界层厚度定义有名义厚度和位移厚度之分：若 U e 为外部势流区的切向速当边界层内的切向速度 u = 0. 99 U e 时，法向距离度， BG （或 CE ）即为名义厚度（ δ ）；边界层的位移厚度（ δ * ）按式（ 5 ）计算。 δ
（ 1. School of Resources and Earth Science， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116 ， China； 2. Key Laboratory of CBM Resources and Reservoir Formation History， Ministry of Education（ China University of Mining and Technology）， Xuzhou 221116 ， China）

我国煤矿区煤层气地面开发现状及技术研究进展

我国煤矿区煤层气地面开发现状及技术研究进展摘要：煤矿区煤层气开发面临“抽采难度大、抽采效率低、抽采集中程度低”的难题，煤层气抽采长钻孔精准定向施工是制约井下煤层气抽采效果的主要技术及装备因素。

有限采掘空间内小体积大功率钻进装备的提升是破解井下抽采钻孔限制的主要方式。

气动定向钻进技术是解决“碎软煤层成孔率和成孔精度差”的可靠技术，可以避免出现抽采盲区和空白带。

本文对煤矿区煤层气地面开发现状及技术研究进展进行分析，以供参考。

关键词：煤矿区；煤层气；地面开发引言煤层气开发生产的国家中最为成功的就是美国，当前共有23个州已经开始勘探与开发煤层气，并且根据当地的分布情况来看，美国煤层气的产量有半数以上集中在圣湖安盆地和粉河盆地，目前美国所用的煤层气大约80%都取自这里。

1大倾角多煤组煤矿区时空协同煤与煤层气协调开发模式改变以往将煤层气作为煤炭开采中的灾害性气体的观念，把它作为资源性气体，在煤炭开采的同时将煤层气安全高效的抽采出来，形成一体化系统，有利于煤与煤层气高效、安全、经济开采，从而提高生产效率与资源利用率。

然而，大倾角煤层群广泛存在。

新疆矿区煤层平均倾角为30°，属于典型的大倾角多煤组煤矿区。

因此，本节基于煤炭开采与煤层气抽采相互关系，提出了适用于大倾角煤层群地质条件下的煤与煤层气耦合协调开发模式，规划区主要是对煤炭开采进行远景规划。

在规划区阶段完成主井、副井、风井等必要的开拓作业的同时，采用地面井进行煤层气抽采作业。

其中，大倾角多重采动卸压下其覆岩破坏具有明显非对称性，而垂直井对此种地质条件具有较好的适应性，故规划区地面井采用直井。

规划区地面井的井底施工至煤层顶板或煤层底板位置处。

在规划区进行地面井煤层气抽采作业，采用地面井进行采前预抽，通过5~10年甚至更长时间的排水降压预抽煤层气，达到有效开采煤层气，同时大幅度降低该区域煤层的煤层气含量，提高井下生产安全的目的。

在准备区阶段，采用地面与井下联合抽采工艺进行煤层气抽采作业。

煤层气井排采过程中煤储层水系统的动态监测

煤层气井排采过程中煤储层水系统的动态监测傅雪海;李升;于景邨;吴有信【摘要】为了研究煤层气井排采过程中煤储层水系统的动态传播特征,基于煤系不同岩层不同含水状态的导电性差异,在沁南地区选择一口煤层气排采井,分别在该并排采前、排采半年后进行了煤储层水系统瞬变电磁动态探测.在该井排采范围内设置400 m×300 m的矩形测网,垂直地层走向布置16条测线,每条测线上布置400个测点,在测网内部形成20 m×10 m的观测坐标网格,通过数据采集、资料处理与定量解释,获得排采前、排采半年后各测线、测点煤系视电阻率对比图、视电阻率拟断面对比图、视电阻率顺层切片图,分析结果表明排采前煤储层水系统分布相对较均一,排采半年后煤储层水系统非均质性十分明显.在连通性差的区域,排采半年后煤储层水系统中静水储量部分被排出,煤层及其顶板砂岩视电阻率有不同程度地升高;在连通性较好区域,由于地下水动态补给,煤层及其顶板砂岩视电阻率降低.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)001【总页数】6页(P26-31)【关键词】煤层气;煤储层水系统;地下水动态传播;瞬变电磁技术;视电阻率;沁南地区【作者】傅雪海;李升;于景邨;吴有信【作者单位】新疆大学地质与矿业工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830047;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221008;新疆大学地质与矿业工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830047;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221008;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221008;安徽省煤田地质局物探测量队,安徽宿州234000【正文语种】中文【中图分类】P618.11煤储层通过储层压力对煤层气吸附富集起控制作用。

煤的多尺度孔隙结构特征及其对渗透率的影响

煤的多尺度孔隙结构特征及其对渗透率的影响潘结南1,2　张召召1,2　李猛1,2　毋亚文1,2　王凯1,21. 河南理工大学资源环境学院2. 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心摘　要　煤中孔隙大小分布不均且分布范围较广，因而利用单一的方法难以对煤的多尺度孔隙结构进行有效地表征。

为此，综合运用扫描电镜、低温液氮吸附、高压压汞、恒速压汞等实验方法，对煤的多尺度孔隙结构特征进行综合分析，并揭示变质作用对煤孔体积、孔比表面积的影响，以及煤岩渗透率与孔隙结构特征参数的关系。

研究结果表明：①随煤变质程度增强，煤中纳米孔体积及孔比表面积均呈现先减小后增大的趋势，并且在R o,max为1.8%左右时达到最小值；②煤样孔隙半径、喉道半径整体均呈现正态分布，并且随着煤变质程度的增加，最大分布频率对应的孔隙半径增大；③低煤阶烟煤煤样的喉道半径分布范围最宽，最大连通喉道半径及喉道半径平均值均最大；④无烟煤煤样的喉道半径分布范围最窄且最大连通喉道半径最小；⑤低、中煤阶烟煤煤样的孔喉比分布存在着单一主峰，并且主峰对应孔喉比相对较小；⑥煤岩渗透率与孔隙度、喉道半径平均值表现出了较好的正相关关系，其与孔喉比平均值呈负相关关系，而与孔隙半径平均值的关系则不明显。

关键词　煤　多尺度孔隙结构　扫描电镜　液氮—压汞联合实验　恒速压汞　渗透率　变质程度DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.01.007Characteristics of multi-scale pore structure of coal and its influence on permeability Pan Jienan1,2, Zhang Zhaozhao1,2, Li Meng1,2, Wu Yawen1,2 & Wang Kai1,2(1. Institute of Resources & Environment, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan 454000, China; 2. Henan Col-laborative Innovation Center of Coalbed Methane and Shale Gas for Central Plains Economic Region, Jiaozuo, Henan 454000, China)NATUR. GAS IND. VOLUME 39, ISSUE 1, pp.64-73, 1/25/2019. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract: Due to the uneven distribution of pore size in coal and its wide distribution range, it is difficult to effectively characterize the multi-scale pore structure of coal by a single method. In this paper, the multi-scale pore structure characteristics of coal were analyzed comprehensively by using scanning electron microscope, low-temperature liquid nitrogen adsorption, high-pressure mercury intrusion and constant-rate mercury intrusion. In addition, the effects of metamorphism on the volume and specific surface area of pores in coal were revealed, and the relationships between coal rock permeability and pore structure characteristic parameters were described. And the fol-lowing research results were obtained. First, with the increase of coal metamorphism, the volume and specific surface area of nanopores in coal decrease first and then increase, and they reach the minimum value when Ro,max is about 1.8%. Second, the pore and throat radii of coal samples are overall in the form of normal distribution. And with the increase of coal metamorphism, the pore radius correspond-ing to the maximum distribution frequency increases. Third, the samples of low-rank bituminous coal are the highest in throat radius distribution range, connected throat radius and average throat radius. Fourth, the samples of anthracite coal are the lowest in throat radius distribution range and connected throat radius. Fifth, there is a single main peak in the distribution of pore throat ratios of low- and me-dium-rank bituminous coal samples, and the pore throat ratios corresponding to the main peak is relatively low. Sixth, the permeability of coal is in a positive correlation with porosity and an average throat radius, and in a negative correlation with an average pore throat ratio, but in no obvious correlation with an average pore radius.Keywords:Coal; Multi-scale pore structure; Scanning electron microscope; Combined liquid nitrogen adsorption and high-pressure mer-cury intrusion; Constant-rate mercury intrusion; Permeability; Degree of metamorphism基金项目：国家自然科学基金项目“构造煤微裂隙结构演化特征及对煤储层渗透性控制”（编号：41772162）、河南省高校科技创新团队支持计划项目“煤层气储层物性及其地质控制”（编号：17IRTSTHN025）。

煤层气井排采制度分析--以古交煤层气田为例

本区块多元化的煤层气井排采方法，并通过新投产井验证了本方法的可行性。
关键词：煤层气；排采；强度；多元；古交
中图分类号：TE32
文献标识码：A
文章编号：2096-7519（2021）04-51-3
1 前言
煤层气排采技术是煤层开发利用的核心和关键，错误的排采制度很可能使得整个煤层气开发前功尽弃，因此认识煤层气排采的重要性以及制定符合本区块煤层气开发特点的排采制度尤为重要。本文以古交煤层气田为例，在充分研究该区块煤层及邻层地质参数对煤层气井排采强度的影响同时，分析以往生产井在各个阶段所执行的排采强度，以产气的峰值及连续性来衡量排采制度的优劣，对优选出来的排采制度加以综合分析，总结出一套适合本区块多元化的煤层气排采方法，在随后投产的新井中应用本方法，获得高产煤层气井，验证了本方法在古交煤层气田开发中的可行性，为古交煤层气田做大做强提供了有力保证。
地下水环境的影响[J].吉林大学学报(地球科学版),2021, 51(02):516-525. [3] 马婧婧.高阶煤层气流动阶段划分及排采制度优化[D]. 成都:西南石油大学,2019.
(上接第5 0页)
2019年预计年产量827万吨，2020年预计年产量881万吨，2021年预计年产量909万吨。
提产
以 0.03MPa/d 降套压套压≥0.3MPa、液柱≥35m
图3 排采制度优化图
图4 XX-01井排采曲线
053 华北自然资源论文
Huabei Natural Resources
表1 高、低产井排采差异表
分类高产井
排水降压阶段排水降压期以 0.15-0.4MPa/d 速率
初始产气阶段
同发东周窑煤矿目前山4和5号煤层均为发生过突水，为简单类别。 4.5 煤层开采受水害影响程度

超临界CO_2抽提煤孔渗变化特征研究

超临界CO_2抽提煤孔渗变化特征研究将CO2注入深部煤层不仅具有驱替煤层气产出的特征,还可实现温室气体地质封存。

适合CO2-ECBM的煤储层一般埋藏较深,导致CO2注入煤层后多以超临界状态存在。

超临界状态下CO2能抽提出煤中有机小分子,改变煤的孔裂隙结构,进而造成煤储层渗透性特征发生改变。

本文选取鄂尔多斯盆地东缘河东煤田的5套煤样,在实验室条件下进行Sc-CO2抽提实验。

基于压汞法、核磁共振及渗透率实验分析Sc-CO2抽提前后煤中孔隙结构及其渗透性特征,解析Sc-CO2抽提对孔隙结构和渗透性改造的一般规律。

耦合孔裂隙改造和渗透率改变的内在联系,阐释Sc-CO2抽提煤渗透率变化机理。

通过研究得到如下认识:（1）采用压汞法测试煤中孔隙结构,发现Sc-CO2抽提作用后,煤样总孔容和总比表面积均有不同程度的增大;就阶段孔而言,微孔、中孔和大孔孔容整体增大,过渡孔孔容有增有减;微孔、中孔和大孔比表面积整体增大,过渡孔比表面积有增有减。

经Sc-CO2抽提以后,5套样品的压汞滞后环均有不同程度的削减,表明煤中的半封闭孔被打开,孔隙连通性得到改善。

同时发现,Sc-CO2抽提作用对煤中孔隙结构的改造受煤级控制;认为Sc-CO2抽提作用对煤孔隙结构的改造表现为增孔和扩孔两种效应,增孔效应在微孔和过渡孔阶段表现显著,扩孔效应在中孔和大孔阶段表现显著。

煤层气井不同排采阶段产水特征及排采管控方法研究与应用

煤层气井不同排采阶段产水特征及排采管控方法研究与应用余恩晓;马立涛;闫俊廷;周福双【摘要】通过机理分析和排采数据分析,研究了煤层气井开发整个过程中单相水流段、临界解吸段和气、水两相流段3个阶段的产水规律,针对不同的产水规律提出了相应的差异化的排采控制方法.结果表明,单相水流段煤层向井底供水量随着时间的增加持续增加,使冲次与排采时间保持线性增加能够保持恒定压降速度;临界解吸段,由于相态变化频繁,煤层供水量起伏较大,需要密切关注水量、井底流压的变化,持续、小幅调参;气、水两相流阶段,为防止流压大幅下降,初次放气要提前放慢冲次,从极小量开始逐步增气,增产阶段要遵循小幅多频次提气的原则,保证流压、产水平稳的基础上产量平稳上升.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)002【总页数】4页(P179-182)【关键词】煤层气井;排采阶段;产水特征;井底流压;排采管控【作者】余恩晓;马立涛;闫俊廷;周福双【作者单位】中国地质大学(北京),北京100083;河北坤石科技有限公司,河北廊坊065000;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452;中石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司,山西晋城 048000;中石油大港油田第六采油厂地质研究所,天津300280【正文语种】中文【中图分类】TD712煤层气开采是通过持续排出煤层（或是侵入煤层）中的水，降低储层压力[1-2]，使储层压力降低至甲烷的解吸压力后，吸附在煤基质孔隙中的甲烷气体解吸，后经过扩散、渗流进入井筒中[3]。

因此，煤层气井排采要以井底流压控制为核心，实现流压平稳下降。

流压精细控制的主要目的是为了防止由于管理不善导致储层煤粉伤害、速敏伤害或应力敏感性伤害[4-6]，保持煤储层渗透率，使压降漏斗有效扩展。

降压目标的达成取决于2个方面：①煤层向井筒中供液量与通过抽油机工作制度调节的井口产液量间的对比关系；②通过角阀开度调节的产气量和煤层向井筒供气量间的对比关系。

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煤层气井排采过程中不同煤体结构储层渗透率动态变化特征研
究
论文以鄂尔多斯盆地南东缘延川南煤层气田山西组2号煤储层
为例研究煤层气井排采过程中不同煤体结构储层渗透率动态变化特
征,通过钻井、测井和实验测试技术手段获取煤储层性质参数;以排采
资料为切入点归纳总结煤层气井产能特征,划分不同排采阶段;利用
物质平衡方程确定不同煤体结构储层压力动态变化特征;通过渗透率
分析模型计算煤储层渗透率,研究不同煤体结构储层渗透率动态变化
特征;基于煤层气地质学、煤田地质学、煤岩学、渗流力学等基础地
质理论,以渗透率变化控制效应(有效应力效应、煤基质收缩效应)为
理论基础,深入分析煤储层性质、构造特征、水文地质特征对煤储层
渗透率动态变化的控制作用,进而调整优化不同煤体结构储层不同排
采阶段的排采制度,提高煤层气井产能。通过研究取得以下主要认识:
研究区2号煤为特低水分、特低灰-低灰、低挥发分产率煤,以镜质组
和惰质组为主;煤质、煤岩显微组分、含气量、Langmuir体积、Langmuir
压力、初始储层压力、初始孔隙度、初始渗透率变化范围大,且平面
展布具有强非均质性;煤视相对密度、初始储层温度变化范围小;单井
煤体结构垂向不具规律性、横向不具对比性,煤体结构主要为碎裂煤、
原生结构煤,其次为碎粒煤,平面展布具有非均质性;随着煤体结构破
碎程度的增加,杨氏模量显著降低;中孔比表面积、中孔体积增加;微
孔比表面积、微孔体积降低;裂隙连续性降低,导流通道曲折度增加,
裂隙导流能力降低。研究区煤层气井产气曲线特征分为上升型、稳产
型、阶梯型、波动型、衰减型,不同产气特征的煤层气井生产阶段不
同,上升型产气特征的煤层气井仅具有排水降压阶段,稳产型、阶梯型、
波动型产气特征的煤层气井存在排水降压阶段和稳定生产阶段,衰减
型产气特征的煤层气井存在排水降压阶段和气产量下降阶段。煤层气
井排采过程中原生结构煤储层生产阶段为排水降压阶段、稳定生产阶
段、气产量下降阶段;煤储层压力变化特征分为逐渐下降、缓慢-快速
下降、缓慢-急剧下降型,不同排采阶段压降不同;煤储层渗透率持续
增加,随排采时间其变化特征分为逐渐增加、缓慢-快速增加、缓慢-
急剧增加型,不同排采阶段渗透率增加量、单位压降渗透率增加量不
同。原生结构煤储层杨氏模量大,渗透率应力敏感性弱,煤基质收缩效
应占主导地位,渗透率增加,储层压降、初始储层压力为控制渗透率增
加量的关键因素,储层压降越大,渗透率增加量越大,初始储层压力越
大,单位压降渗透率增加量越小;Langmuir压力、灰分产率、煤岩显
微组分、构造特征、水文地质特征对单位压降渗透率增加量影响微弱。
产气前排水降压阶段增大日降动液面高度,快速降低储层压力,增大
煤储层渗透率并快速产气;产气后排水降压阶段、稳定生产阶段、气
产量下降阶段日降动液面高度应保持稳定且分别低于1.5 m/d、0.5
m/d、0.5 m/d,避免产生速敏效应,同时使压降漏斗最大限度的沿径向
传播,增大排泄面积、煤储层渗透率,确保产气速率快速增加后基本保
持稳定或缓慢下降。煤层气井排采过程中碎裂煤储层生产阶段为排水
降压阶段、稳定生产阶段、气产量下降阶段;煤储层压力变化特征分
为逐渐下降、缓慢-快速下降、缓慢-快速-缓慢下降、快速-缓慢下降、
快速-缓慢-快速下降型,不同排采阶段压降不同;煤储层渗透率具有
持续增加、先降低后增加、持续降低三种变化特征,煤储层渗透率持
续增加时,随排采时间其变化特征分为逐渐增加、缓慢-快速-缓慢增
加、缓慢-快速-缓慢-快速增加型;煤储层渗透率先降低后增加时,随
排采时间其变化特征为缓慢下降-快速增加-缓慢增加的单一类型;煤
储层渗透率持续降低时,随排采时间其变化特征分为缓慢-快速下降、
快速-缓慢-快速下降型;不同排采阶段渗透率变化量、单位压降渗透
率变化量不同。碎裂煤储层有效应力效应、煤基质收缩效应主导地位
受初始储层压力、Langmuir压力的共同控制,初始储层压力高于8 MPa
且Langmuir压力低于3 MPa时,有效应力效应占主导地位,渗透率下
降,储层压降、Langmuir压力为控制渗透率降低量的关键因素,储层
压降越大,渗透率降低量越大,Langmuir压力越大,单位压降渗透率降
低量越小;初始储层压力低于8 MPa或Langmuir压力高于3 MPa时,
煤基质收缩效应占主导地位,渗透率增加,储层压降为控制渗透率增
加量的关键因素,储层压降越大,渗透率增加量越大;灰分产率、煤岩
显微组分、构造特征、水文地质特征对单位压降渗透率增加量(降低
量)影响微弱。煤储层渗透率增加时,产气前排水降压阶段增大日降动
液面高度,快速降低储层压力,增大煤储层渗透率并快速产气;产气后
排水降压阶段、稳定生产阶段、气产量下降阶段日降动液面高度应保
持稳定且分别低于1.0 m/d、0.3 m/d、0.3 m/d,避免产生速敏效应,
同时使压降漏斗最大限度的沿径向传播,增大排泄面积、煤储层渗透
率,确保产气速率快速增加后基本保持稳定或缓慢下降。煤储层渗透
率降低时,产气前排水降压阶段增大日降动液面高度快速降低储层压
力,使快速产气;碎裂煤储层产气后高产能原因需要进一步研究。煤层
气井排采过程中碎粒煤储层生产阶段为排水降压阶段、稳定生产阶段;
煤储层压力变化特征为逐渐下降的单一类型,不同排采阶段压降不同;
煤储层渗透率持续降低,随排采时间其变化特征为逐渐下降的单一类
型,不同排采阶段渗透率降低量、单位压降渗透率降低量不同。碎粒
煤储层杨氏模量小,渗透率应力敏感性强,有效应力效应占主导地位,
渗透率下降;储层压降越大,单位压降渗透率降低量具有增大的趋
势;Langmuir压力、灰分产率越大,渗透率降低量具有减小的趋势;滞
留区单位压降渗透率降低量低于径流区。产气前排水降压阶段增大日
降动液面高度快速降低储层压力,使快速产气;产气后排水降压阶段、
稳定生产阶段日降动液面高度应保持稳定且分别低于0.5 m/d、0.1
m/d,避免产生速敏效应,同时使压降漏斗最大限度的沿径向传播,增
大排泄面积,有效减缓煤储层渗透率降低对产能的影响,确保产气速
率快速增加后基本保持稳定。