基于煤层气高效开发的煤粉凝聚-沉降机制研究进展
2021-05-23韩文龙王延斌孟尚志王壮森麻振涛赵石虎
煤田地质与勘探 2021年2期
李 勇,韩文龙,王延斌,孟尚志,吴 翔,王壮森,麻振涛,刘 度,赵石虎
(1.中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院,北京 100083;2.中联煤层气有限责任公司,北京 100011)
如何提高煤层气单井产气量,是解决我国煤层气产业发展瓶颈的关键任务[1-2]。国内大部分盆地煤层气开发地质条件复杂,煤储层较脆、易碎,原始储层渗透率低,受开发过程中储层改造和流体压差作用,易产生煤粉、煤泥、煤焦及其他固相颗粒(统称煤粉)[3-4]。煤粉聚团沉降会造成有效裂隙堵塞,影响渗流和降压效果[5-6],同时煤粉在管柱内壁结块会造成卡泵等生产故障,导致频繁的停机与修井作业,造成水敏和速敏等储层伤害[7-8]。我国煤层气井普遍稳产时间短,作业频繁,平均4~6个月作业一次,作业后产气量降低甚至不产气[9],直接影响单井产气量稳定和提升[1,10-11]。
当前国内外围绕煤层气排采过程中煤粉的产出和控制,在煤粉物质组成、生成过程、运移机理和产出控制方面开展了大量的实验和数值模拟研究,分析了煤粉组成和粒度分布,认识到构造煤易产出煤粉,提出了基于室内实验的煤粉驱替压差控制方法,构建了煤粉颗粒理想化条件下的启动—运移数学模型[11-12]。尽管当前研究对于煤粉的运移过程有了一定认识,但是对煤粉润湿性、黏附性的影响因素缺乏深入探讨,尤其是储层流体、黏土矿物等影响下的煤粉沉降机理尚不明确,无法进一步提升煤粉的分散性和实现高效合理的产出控制,限制了煤粉适度产出理论的实践和单井产气量的提高。……
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