煤层气水平井煤粉产出与运移特性及其控制策略

煤层气水平井作为一种重要的能源开采方式，其煤粉产出和运移特性对井的产能和开采效率有着显著影响。本研究针对沁水盆地南部樊庄区块的煤层气水平井，对煤粉的形成和运动规律进行了深入探讨。 首先，钻井过程中，钻具与煤层的摩擦以及压裂过程中大排量携砂混合流体对煤壁的冲击和磨损是煤粉的主要来源。这些过程导致煤层被破碎，形成微小颗粒，随井下流体一起流动。煤粉的产生不仅影响井下通道的畅通，还可能堵塞支撑裂缝，降低裂缝的导流能力。 在支撑裂缝中，煤粉的运移表现出显著的伤害效应。研究发现，煤粉对裂缝导流能力的损伤高达90%，这意味着高排采速度会加剧煤粉的产出，加大了对井筒内流体流动的影响。这提示我们在设计开采策略时，需要充分考虑煤粉的动态行为。 进一步，通过流体迁移规律研究装置，研究人员揭示了煤粉在水平井筒内的流动特性。结果显示，煤粉的运移以层流形式进行，这种流动模式对于理解和控制煤粉的分布至关重要。通过对井底压力、流量和煤粉含量的有效管理，可以在早期阶段就对煤粉的产生和扩散进行调控，从而减少其对煤层气开采的负面影响。 总结来说，煤层气水平井煤粉产出和运移的研究对于优化开采工艺、提高生产效率具有重要意义。通过对煤粉的来源、运移机制和影响因素的深入了解，可以制定出更有效的防止和控制煤粉的措施，确保煤层气水平井的长期稳定开采。这项研究的结果对于其他类似地质条件下的煤层气开发具有普遍参考价值。