煤层气井排采特性与应力敏感性研究

"考虑应力敏感性的煤层气井排采特征" 煤层气作为一种特殊的裂缝性气藏，其排采过程中的应力敏感性是影响产量的关键因素。与传统的裂缝性砂岩气藏不同，煤层气藏在排采过程中表现出明显的阶段特征。在初期排采阶段，有效水平应力对煤层气的流动特性起到决定性作用。随着开采过程中有效应力的增加，煤层的渗透率会逐渐下降，这是因为煤层受到的压力减小导致其结构发生变形，使得煤层的孔隙通道变窄，阻碍了煤层气的流动。 当煤层内的流体压力降低至解吸压力以下时，煤层的基质开始收缩，这可能会导致渗透率在一定程度上得到恢复。这种现象表明，在特定条件下，适当的压力下降可以促进煤层气的解吸，从而提高排采效率。因此，优化煤层气的排采策略，尤其是在初期，应注重控制压力下降的速度和范围，以最大化压降-解吸的区域，从而提高总体产出。 在煤层气的开采初期，如果采取过高的排采速率，可能会引发近井地带渗透率的降低。这是因为快速排采导致的应力变化过快，使得煤层结构受到更大的破坏，从而降低了渗透率。这不仅影响了压降漏斗的传播，还可能导致尽管增加了气体排出量，但实际产量并未相应增加，甚至可能出现产量下降的情况。 为了深入理解这一问题，科研人员通过岩心应力敏感实验研究了岩心渗透率随有效应力变化的规律。这些实验提供了关于煤层在不同应力状态下的流动特性的宝贵数据。此外，利用ECLIPSE E300三维双重孔隙介质多组份模拟器，研究人员以具体的煤层气开采井为例，模拟了排采过程，验证了初期排采速率并非越大越好，而是存在一个能实现最佳产量的合理排采速率。 这一研究成果对于指导煤层气井的开发和管理具有重要意义。通过调整排采策略，如控制初期排采速率，可以更有效地管理煤层气井的压力系统，优化煤层气的产出，同时减少对煤层结构的不利影响。这不仅有助于提高单井的经济效益，还能对整个煤层气田的长期可持续开发提供科学依据。因此，充分理解和考虑煤层气的应力敏感性是提高排采效率、实现高效开采的关键。