基于COMET3數值模擬對煤層氣井排采優化的研究

摘? 要：煤層氣儲層產氣量動態變化預測對煤層氣開發具有重要意義。論文基于COMET3數值模擬軟件，對不同井網布置方式進行產能模擬，并提出了煤層氣井增產技術優化，論文取得了以下結論：正方形井網與菱形井網具有不同的產能曲線，模擬結果表明正方形井網布置的井組產能略高與菱形井網;煤層氣井網單井數量不同時，正四邊形井網布置發生井間干擾的時間較早;而正七邊形井網布置由于不同井的壓降速度不同，相鄰井間形成干擾的時間不同，因此整體形成井間干擾的時間較晚。

關鍵詞：COMET3;數值模擬;煤層氣;排采優化

引言

煤層氣儲層產氣動態變化預測是煤層氣開發方案設計的基礎，對煤層氣井的有效開采具有重要意義。本文基于COMET3煤層氣數值模擬軟件基于生產井氣水產量數據的歷史擬合，結合更客觀準確的煤層氣儲層參數，以生產數據作為校正前提，在預測煤層氣井長期生產動態方面具有一定的優勢。

1煤層氣儲層幾何模型及假設條件

煤層氣儲層中存在兩種明顯不同的孔隙系統，在整個儲層中就存在差異和不連續性。含有微小孔隙并具有很高儲藏能力低滲透率的基質部分，具有低儲存能力高滲透率的裂隙網絡部分，是典型的雙重孔隙結構儲層。

研究區主要目的儲層是3煤及15煤層，采用多口斜直井形成井組的開采方式，圖2為建立的2層煤4口分支井的煤儲層簡化模型。

COMET3軟件系統模擬煤層氣開發過程中，使用了盡量少的限制假設條件，使模擬結果能更好的與實際情況相符。本次建立模型過程中，采用以下基本假設條件：

（1）儲層溫度保持恒定;

（2）氣和水在裂隙系統中的流動滿足達西定律，并可用相對滲透率來反映;

（3）同一個有限差分網格中煤基質塊體都是同性的，但是不同的網格塊中，基質塊體的大小、氣體吸附時間及某些參數可以有不同的設置;

（4）基于Warren和Root假設，在任何時刻，流體從煤基質塊體向裂隙系統的擴散過程為擬穩態，即甲烷濃度在每一個基質塊體單元中均以相同的比率下降。

2煤層氣井網布置優化

煤層氣單井開采穩產量較低，衰減明顯，要想達到穩定高產的目的，可通過合理布置井網進行長期開采，使井與井之間達到充分干擾，壓降漏斗垂向上加深，橫向上波及面積迅速擴展，從而促進氣產量持續高產。

2.1井網布置對煤層氣井排采影響

本次模擬主要以4口井叢式井組為例，井網布置方式分別為正方形與菱形，采用相同的排采制度，對其產能及形成井間干擾的時間進行預測比較。

從圖3可以看出不同井網布置對井組產能有一定影響，但影響效果并不明顯。叢式井日產氣變化曲線表明在排采前期階段，菱形井網布置的井組日產氣量相對較高，而在排采后期階段則正方形井網布置的井組日產氣量相對較高。正方形井網布置與菱形井網布置對井組累計產氣的影響并不明顯，相對而言，正方形井網布置的井組產能略高。

3結論

基于煤層氣產能模擬軟件COMET3對煤層氣井排采開展研究，取得以下結論：

（1）煤層氣單井開采穩產量較低，衰減明顯。不同井網布置對井組產能有一定影響，但影響效果并不明顯。叢式井日產氣變化曲線表明在排采前期階段，菱形井網布置的井組日產氣量相對較高，而在排采后期階段則正方形井網布置的井組日產氣量相對較高。正方形井網布置與菱形井網布置對井組累計產氣的影響并不明顯，相對而言，正方形井網布置的井組產能略高。

（2）對比不同井數及井網布置的單井產能發現在排采前期階段，井數較少的井組產氣量相對較高，表明較少井數井網布置有利于前期煤層氣開發，但從長期角度來看，井數較多的井網布置產能相對較大有利于煤層氣產能的長期增長。

參考文獻

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作者簡介：王賽，北京人，主要從事煤層氣及地質工程專業相關研究與開發工作。