煤層氣排采階段劃分及排采制度制定

原心

摘要：如果想要正確采集煤層氣，要把煤層氣不同層面進行科學(xué)劃分，并把不同采集層面一一分類，采用不同采集生產(chǎn)規(guī)定。多次比對鑒別各種采集階段劃分手段的分類根據(jù)、分類方法、階段特性的優(yōu)劣性，研究出了與生產(chǎn)控制相綜合的煤層氣采集生產(chǎn)六步法，把生產(chǎn)煤氣層的步驟分成未見、初見、生產(chǎn)煤氣層三階段，產(chǎn)出氣量穩(wěn)定、穿出氣量減少階段和報廢階段，提出六步驟劃分階段在每個采集步驟產(chǎn)出管控方法，表明了六步驟采集階段的定量化調(diào)研的必要性。

關(guān)鍵詞：煤層氣;采集階段;采集規(guī)定;產(chǎn)出動態(tài);技術(shù)方案

煤層氣開采行動中縫隙率和滲入率對有效果力的感應(yīng)性特別強，而且煤的儲藏層中也有特別強的速度感應(yīng)性。假若采集規(guī)則不適合，會導(dǎo)致煤儲藏層的滲透速率和煤粉出沙率下降。所以，煤層氣采集技術(shù)是開發(fā)煤層氣的一個重要步驟。針對不一樣的煤氣層在不同采集過程中要規(guī)定不同采集方案，特別是在采集開始，更需要不斷完善采集方案，使其得到優(yōu)化，由于滲透速率和縫隙率伴隨著有效應(yīng)力變大，且呈指數(shù)方式遞減，在這時煤儲藏量隨效應(yīng)力的變大而下降的速度最快，所以適當(dāng)規(guī)劃煤層氣采集過程并提出有效對策非常重要，這也是煤層氣提高產(chǎn)量的重要保證措施。國際學(xué)者也曾針對煤層氣采集過程的劃分進行調(diào)研，國外三步驟劃分方案主要是對于國外具有較高滲透的煤儲量層;我國四步驟、八步驟劃分方案復(fù)雜，對于引導(dǎo)煤層氣采集生產(chǎn)不太得當(dāng)。

1 煤層氣采集過程中六步驟的劃分

1.1 未見氣階段

沒有見氣的時候，這個過程中井下流體壓力緩緩下降，產(chǎn)水量大體上可以保持穩(wěn)定，煤層氣還沒有開始解吸。在此過程中采集主要是為了減少較低煤層的壓力，擴展煤層氣井的壓力擴散的范圍。

1.2 初見氣階段

在第一次見到氣體時，伴隨著井下流體壓強的降低，當(dāng)井下方的流體氣壓降低到解吸壓力臨界以下時，就有些許氣體被解吸出來。因為解吸區(qū)域波及范圍不遠(yuǎn)，靠近井的地方壓力減少迅速，最先達到解吸的壓力，這個地方煤層氣最先解吸出來。在這個過程的突出表現(xiàn)為煤層氣礦井的套壓變大，但套壓值比較低。在這個階段中，伴隨著井下壓力的下降與煤氣層的解吸，出水量有一點點的降低。

1.3 產(chǎn)氣量的上升階段

伴隨著井下的流體壓不斷下降，煤巖體解吸范圍不斷的波及周圍，能夠解吸的區(qū)域不斷增多。伴隨著能夠解吸煤層的地方進行解吸，解吸氣體量不斷上升，而且采用隔離轉(zhuǎn)移到井筒中，所以產(chǎn)出氣體的體積開始增加。這時隨著解吸煤層氣，氣體相滲透率上升，水相滲透率下降，產(chǎn)出的水量下降。

1.4 產(chǎn)氣量穩(wěn)定階段

伴隨著煤氣層被開采和生產(chǎn)，煤層氣井的產(chǎn)出量會上升到一個最大值，并且保持一段相對穩(wěn)定的時間，所以這個過程叫做“產(chǎn)氣量穩(wěn)定階段”。這個過程，氣壓下降的區(qū)域范圍逐漸變大，但是能夠解吸的范圍較為穩(wěn)定，在能夠解吸的范圍內(nèi)總有煤層氣從煤層中被解吸出來，進而使產(chǎn)氣量保持了穩(wěn)定，而且產(chǎn)出水量也趨向穩(wěn)定。

1.5 產(chǎn)氣量下降階段

隨著煤層中壓力的降低，使得煤層氣不斷從煤層中被解吸出來，靠近井的地方都完成了解吸，并且完成解吸的區(qū)域不斷擴大，而還能進行解吸的范圍不斷減小，進而導(dǎo)致煤層氣產(chǎn)量開始減少。伴隨著煤層氣采集過程中煤層水的大量開采，導(dǎo)致煤層氣井出產(chǎn)水量逐漸減少。

1.6 廢棄階段

伴隨著煤層氣開采深入進行，煤層中壓力逐漸降低。穩(wěn)定的產(chǎn)氣階段過后，煤層中絕大多數(shù)煤層氣都已經(jīng)被解吸出去，煤層中的水也差不多排解完，從而導(dǎo)致煤層氣礦井產(chǎn)出氣體產(chǎn)量銳減，在此過程中的煤層氣井產(chǎn)出的氣和水自有一小部分。只有當(dāng)煤層氣井的產(chǎn)出，所能創(chuàng)造的經(jīng)濟利益達到經(jīng)濟下限時，才會進入報廢階段，停止產(chǎn)出。

2 不同采集階段的采集制度的制定原則

我國煤層氣礦井不能長期穩(wěn)定的高效產(chǎn)出煤層氣，主要問題在于采集產(chǎn)出規(guī)定的不適當(dāng)，所以，創(chuàng)立不同采集過程的適當(dāng)工作規(guī)則成為解決問題的重中之重。根據(jù)我國煤層現(xiàn)實狀況，采用六段劃分方案較為恰當(dāng)。采集過程的劃分，不應(yīng)該是一個看時間的問題，且包括煤層氣采集過程中對應(yīng)產(chǎn)出技術(shù)和產(chǎn)出機理方案的基本聯(lián)系。在煤層氣采集各個階段應(yīng)采用不同技術(shù)方案，不然，它會造成煤層氣井不能正常生產(chǎn)，還有可能造成煤層氣井成為“躺井”。

3 普通采集階段的采集制度

因為工藝技術(shù)和地質(zhì)情況的差異，每個煤層氣所展現(xiàn)出采集過程的特征，也不盡相同，經(jīng)典類型的煤層氣井有鮮明的分階段采集特點。我們引入柿莊北部的一口井的分階段采集控制的產(chǎn)出量，每一階段的各項數(shù)據(jù)都正常。依據(jù)煤層氣采集過程中六步驟方案，嚴(yán)格依據(jù)不同過程中采集規(guī)定，進而針對產(chǎn)出現(xiàn)場煤層氣采集井進行產(chǎn)出的管控，有效降低了煤粉卡泵、應(yīng)力敏感造成的產(chǎn)量低的問題，贏得比較好的發(fā)展效果。

4 結(jié)束語

依據(jù)國際上各種資料分析，綜合生產(chǎn)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，對已有煤層氣采集過程的劃分方案進行了綜合分析評價，提出了最新煤層氣開采過程劃分的六步驟法。又因為工藝技術(shù)與地址條件的差異，每個不同的煤層氣井展現(xiàn)出來的開采特征也不盡相同，但是經(jīng)典類型的煤層氣井存在十分明顯的分階段的采集特點。本文根據(jù)我國當(dāng)?shù)孛簩拥牡刭|(zhì)特點，提出六步驟劃分方案在不同采集過程的對策，并且指出不同采集階段，定量化研究的必要性。

參考文獻：

[1]李瑞.煤層氣排采中儲層壓降傳遞特征及其對煤層氣產(chǎn)出的影響[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2017.

[2]袁樸，魏振吉，王藝諾，陳夢希，袁媛.硫氰酸鹽分光光度法測定煤層氣排采水中鐵含量的不確定度評定[J].化工管理，2018.