煤层气井排采研究：吸附/解吸特性与控压控粉策略

"煤层气井产气机理及排采控压控粉研究" 本文主要探讨了煤层气井在生产和排采过程中的关键因素，包括煤层气的吸附/解吸特性、渗流机制以及如何通过控制井底压力和煤粉产出来优化排采效果。作者进行了煤层气吸附解吸实验，结果显示煤层气的吸附和解吸是一个可逆过程，并且具有解吸滞后现象。这意味着在改变压力条件下，气体的吸附和脱附速度并不完全匹配，影响了煤层气的释放速率。 此外，煤层气的渗流特性呈现出二级渗流特征。在煤的基质孔隙内，流体的渗流表现为非达西渗流，而在天然裂隙和大孔隙中则表现为达西渗流。这种双重渗流特征对煤层气的开采效率有直接影响，因为它决定了气体如何在多孔介质中移动。 在大规模开发煤层气井的过程中，随着排水降压，会引发“气水分异”现象。这导致井内局部高点的气产量较高，而水产量较低，相反，低点位置则产水量增加，产气量降低。这种不均匀分布对优化排采策略提出了挑战。 煤层气井的排采操作如速度过快、洗井修井、停抽关井或液面低于煤层顶面等，可能会导致井内污染，进而减少气水产量。这些操作的主要损害机理包括煤粉堵塞、应力敏感性损伤以及气锁/水锁效应。煤粉堵塞会阻碍气体流动，应力敏感性损伤则可能因开采过程中的压力变化使煤层结构受损，而气锁/水锁现象则可能导致气体和液体在井内的流动受阻。 鉴于这些伤害特点和机理，结合长期排采实践，研究人员提出了一套排采工作制度，包括定压排采、控制合理的工作压差以及控制煤粉适度产出。定压排采旨在保持稳定的井底压力，以减少对煤层的损害；合理控制工作压差可以避免过度抽取导致的压力下降，同时防止气锁或水锁的发生；而适度控制煤粉产出则是为了减少因煤粉堵塞造成的产量损失。 关键词: 煤层气、产气机理、控压、控粉、排采 文章通过深入分析煤层气井的物理特性和排采问题，提供了理论依据和实际操作建议，对于提高煤层气开采效率和环境保护具有重要意义。