煤层气井煤粉成因、运移和防控研究进展

发布时间：2021-06-11 18:56

　　我国煤层气开发以高阶煤为主,高阶煤脆性较大,在钻井、压裂工程中以及排采过程中易破碎产生煤粉。生产过程中,煤粉被水流搬运从而参与流动。随着产水递减,储层中煤粉的沉降会导致流动通道的堵塞,使得煤储层的渗透率大幅度降低。当煤粉进入气井井筒后,井底的煤粉可能使泵吸入口堵塞,造成卡泵、埋泵等事故,使得气井停产修井。综述了煤层气生产过程中煤粉产生的机理、运移规律以及目前主要的控粉措施,分别论述了煤粉产生的力学模型、水动力学模型,在储层以及井筒中运移机制的研究进展,将煤粉的运移全过程总结为剥蚀产生、流化启动、悬浮运移以及沉降堵塞四个阶段。我国的煤田地质构造复杂,部分含煤盆地的后期改造作用强烈,破碎的煤体加剧了煤粉产出和运移问题,而煤层气井的控粉工艺多借鉴油藏防砂技术,尚未形成针对煤粉特点以及煤层气排采特征的煤层气井防粉控粉技术。 

【文章来源】：油气藏评价与开发. 2020,10(04)CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

剪切破坏产生煤粉的区域[10]

在早期，綦耀光等[10]对单个静止煤粉颗粒受力进行分析，阐述了煤粉脱落的启动条件。在其假设方案里，产气储层内脱落的煤粉颗粒均为球形，堆积方式见图2，液体的冲刷力Fc、压力梯度力Fp和煤粉颗粒自身的重力FG是单个静止煤粉颗粒在流体中主要受力。根据岩石力学，压力梯度力Fp即为颗粒不同表面微元所受流体压力的合力，其表达式为：

当气井开始排采时，裂缝中的煤粉随着水流有发生运移的趋势（煤粉启动），当水流速增加时，此时水流会对孔隙壁面进行剥蚀，从而产生新的煤粉[13]（煤粉剥蚀）。煤粉在水流中的运移方式较为复杂，目前主要认为存在悬浮运移、搬运摩擦以及壁面滑移等模式[14]。随着煤层气解吸，气井的产水量开始递减，煤粉由于水动力不足而发生沉降，堵塞煤储层的流动通道（煤粉沉降）。1.2 煤粉运移的动力学研究综述

【参考文献】：
期刊论文
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[4]单相水流阶段煤层裂缝中沉积煤粉的起动[J]. 马飞英,刘全稳,王林,刘大伟,陈振亚,文发旺.  煤炭学报. 2016(04)
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[9]煤储层速敏效应对煤粉产出规律及产能的影响[J]. 杨延辉,汤达祯,杨艳磊,陈龙伟,陶树.  煤炭科学技术. 2015(02)
[10]基于流态物理模拟试验的煤粉排出机理研究[J]. 李小明,曹代勇,姚征,王孝亮,魏迎春,向晓蕊.  煤炭科学技术. 2015(02)

硕士论文
[1]煤层气水平井井筒煤粉运移规律实验研究[D]. 王东营.中国石油大学（北京） 2017
[2]煤层气井压裂后煤粉的运移规律研究[D]. 徐鸿涛.西南石油大学 2016



本文编号：3225099