一種確定煤層氣地面垂直井排采制度的簡易方法

1、一種確定煤層氣地面垂直井排采制度的簡易方法石油天然氣(江漢石油學(xué)院)2011年10月第33卷第10期journalofoilandgastechnology(j.jpi)oct.2011vo1.33no.10一種確定煤層氣地面垂直井排采制度的簡易方法秦學(xué)成(軍套耄喜主,50江0蘇南京,吲.)段永剛(西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院,四成都610500)李駿(長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院,湖北荊州434023)摘要以滲透率為核心,探討了煤層氣垂直井排果過程中井底流壓,地層供液量等與滲透率的對應(yīng)關(guān)系,并據(jù)此分析了舍適的排采制度,劃分了煤層氣井排采階段,最終形成了一種確定煤層氣井排采制度的簡易方法.研究結(jié)

2、果表明:井底流壓在2/3的原始儲層壓力以上時,滲透率變化不大,即應(yīng)力敏感效應(yīng)不強(qiáng);井底流壓小于2/3倍原始儲層壓力后,應(yīng)力敏感效應(yīng)增強(qiáng).當(dāng)井底流壓接近并達(dá)到臨界解吸壓力時,地層供液量開始減小,此時控制套壓,減少產(chǎn)量有利于擴(kuò)大壓降范圍;當(dāng)儲層壓力降低至臨界解吸壓力后,滲透率得到大幅改善,可保持較小沖次,獲得穩(wěn)定氣產(chǎn)量.開發(fā)實踐證明該萬在獲取煤層氣井最大產(chǎn)量方面有較好的實用性.l關(guān)鍵詞煤層氣;垂直井;排采制度;滲透率;井底流壓l中圖分類號te357文獻(xiàn)標(biāo)識碼a文章編號10009752(2011)10031402煤層氣井的產(chǎn)氣量受控于儲層特性并由排采時的各參數(shù)所制約.排采的控制因素包括排采速率,套壓

3、,動液面,井底流壓等,這些因素相互作用,影響.如何確定一個合理的排采制度,協(xié)調(diào)這些參數(shù),盡可能地發(fā)揮煤層氣井產(chǎn)氣能力,成為目前煤層氣井排采生產(chǎn)中的主要問題.l方法的建立通過研究地層供液能力,井底流壓等參數(shù)與滲透率的變化規(guī)律,確定合理的排采制度,以發(fā)揮氣井的牛產(chǎn)能力.1.1地層供液能力與滲透率選取沁水盆地東北部及鄂爾多斯盆地東緣多組煤層氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本,利用實際煤層氣井產(chǎn)液量數(shù)據(jù)與通過試井求取的水相滲透率值建立聯(lián)系.得出了煤層供液量與水相滲透率(點(diǎn))關(guān)系曲線,結(jié)果顯示:在未有外來水補(bǔ)給情況下,煤層供液量與水相滲透率呈正相關(guān)性,如圖1所示.依據(jù)圖1的水量變化規(guī)律,結(jié)合煤層氣實際生產(chǎn)資料結(jié)果看,在接近

4、并達(dá)到臨界解吸壓力時,水相滲透率已下降至lx10.m以下.此時氣井已見套壓,如果控制套壓(憋套壓),調(diào)小沖次以避免氣體產(chǎn)出導(dǎo)致水相流動的抑制,有利于遠(yuǎn)端水流動,擴(kuò)大壓降面積.1.2井底流壓與滲透率隨著井底流壓(儲層壓力)的降低,滲透率受基質(zhì)收縮效應(yīng)及克林肯伯格效應(yīng)lj的影響逐漸顯現(xiàn).基質(zhì)收縮效應(yīng)是指當(dāng)儲層壓力小于臨界解吸壓力后,吸附的煤層氣發(fā)生解吸導(dǎo)致煤基質(zhì)收縮,儲層物性改善的效應(yīng).克林肯伯格效應(yīng)是指在滲透率較低,氣體分子自由流動的平均展布與通道展布一致時,氣體分子會與通道壁發(fā)生碰撞,而促進(jìn)達(dá)西流動的效應(yīng).鄧澤等進(jìn)行了排采過程中煤儲層滲透率動態(tài)變化特征研究,引人pm滲透率數(shù)學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)排收稿日

5、期2o110918作者簡介秦學(xué)成(1970一),男,1993年中國石油大學(xué)(華東)畢業(yè),高級工程lj面,博士生,現(xiàn)主要從事油氣田開研究工作第33卷第10期秦學(xué)成等:一種確定煤層氣地面垂直井排采制度的簡易方法采過程中煤儲層滲透率(k/k.)先降低后增大,至降壓結(jié)束,轉(zhuǎn)折點(diǎn)為臨界解吸壓力(如圖2).井底流壓(儲層壓力)降至臨界解吸壓力之后,基質(zhì)收縮效應(yīng)與克林肯伯格效應(yīng)作用下滲透率得到大幅改善,此時可保持較小沖次以獲得穩(wěn)定氣產(chǎn)量.l2l08暑42o02468l0l2141618供液量/m.?d儲層壓力/mpa圖1iji層供液量與水相滲透率關(guān)系曲線圖2p&m模型滲透率變化圖(據(jù)文獻(xiàn)5,有修改)

6、降壓結(jié)束后,壓降漏斗不再擴(kuò)大嘲,井底流壓為一低值(小于0.5mpa),產(chǎn)氣量出現(xiàn)遞減現(xiàn)象,此時應(yīng)適當(dāng)調(diào)大沖次,控制產(chǎn)氣量減少幅度,并達(dá)到產(chǎn)氣量動態(tài)平衡.1?3排采階段劃分及排采制度建立表1試抽后排采制度建立表根據(jù)煤層氣垂直井排采過程中地層供液量,井底流壓等與滲透率對應(yīng)關(guān)系研究,可將試抽后分為4個階段,階段結(jié)束標(biāo)識分別為2/3倍原始儲層壓力,臨界解吸壓力,井底流壓0.5mpa.綜合研究成果,試抽后排采制度建立如表1所示.2實例應(yīng)用及評價筆者所論述的排采制度在鄂爾多斯盆地東緣及沁水盆地東北部均取得了良好的應(yīng)用效果,產(chǎn)氣量達(dá)到了l50o2500m.應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),該方法對于儲層壓力較高(大于6mpa

7、),解吸壓力較高(大于2mpa)的煤層氣井應(yīng)用效果尤為顯著.以滲透率為核心,分析地層供液量,井底流壓與滲透率的對應(yīng)關(guān)系,據(jù)此劃分以2/3倍原始儲層壓力,臨界解吸壓力,井底流壓0.5mpa為標(biāo)識的排采階段,并確定排采制度,該方法可以較大限度保護(hù)儲層,提高氣產(chǎn)量,減少作業(yè)次數(shù).參考文獻(xiàn)1葉建平,史保生.張春才.中國煤儲層滲透性及其主要影響因素j.煤炭,1999,24(2):l18122.2姜德義,張廣洋胡耀華,等.有效應(yīng)力對煤層氣滲透率影響的研究刀.重慶大學(xué)(自然科學(xué)版),1997,20(5):2225.3唐巨鵬,潘一山,李成全,等.有效應(yīng)力對煤層氣解吸滲流影響的試驗研究i-j.巖石力學(xué)與工程,2006,25(8):15631568.4彭永偉,齊慶新,鄧志剛,等.考慮尺度效應(yīng)的煤樣滲透率對圍壓敏感性試驗研究j.煤炭,2008,33(5):509513.5倪小明,蘇現(xiàn)波,張小東,等.煤層氣