多層疊置含氣系統(tǒng)煤層氣合采儲(chǔ)層流體動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征

賈 立，彭守建，許 江，陳捷仁，吳 斌

(1.重慶大學(xué) 煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400044;2.重慶大學(xué) 復(fù)雜煤氣層瓦斯抽采國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，重慶 400044)

0 引 言

煤層氣開采兼具能源利用、煤礦安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等三重優(yōu)勢(shì)[1-3]。滇東-黔西煤層氣資源儲(chǔ)量約占全國(guó)10%，是繼鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地之后的又一煤層氣開采甜點(diǎn)區(qū)[4]。該地區(qū)煤層具有層數(shù)多而薄、不同物性煤巖層在垂向上交替頻繁、儲(chǔ)層間存在較大能量差異等賦存特點(diǎn)，學(xué)者們稱之為“多層疊置含氣系統(tǒng)”[5]。這一復(fù)雜的賦存條件，為高效開發(fā)煤層氣帶來了困難。鑒于此，學(xué)者們提出了單層開采、合層開采(合采)、接替開采和遞進(jìn)開采等增產(chǎn)制度，并認(rèn)為合采是一種相對(duì)理想的開采制度[6-8]。

針對(duì)煤層氣合采方面的研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者取得了豐碩成果。在工程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方面，美國(guó)在皮森斯盆地開展了埋深為1 560～2 560 m的煤層氣合采試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了65口單井煤層氣產(chǎn)量穩(wěn)定在10 890 m3/d左右[9-10]；王家鵬[11]以云南老廠雨旺區(qū)塊為研究對(duì)象，指出合采過程中應(yīng)遵循“緩慢、穩(wěn)定、連續(xù)、長(zhǎng)期”的原則；孟艷軍等[12]以柳林地區(qū)為例，指出儲(chǔ)層物性差異，是造成層間干擾和流體“倒灌”的主要原因。在數(shù)值模擬試驗(yàn)方面，ZHAO等[13]獲得了兩層合采過程中的流體運(yùn)移規(guī)律，指出層間滲透率差是發(fā)生層間干擾的主要原因；趙巖龍[14]采用灰色格子 Boltzmann 方法，開展了不同滲透率級(jí)差條件下的煤層氣合采數(shù)值模擬研究，分析了合采過程中的層間擾動(dòng)機(jī)理；……