煤层气井井筒煤粉运移规律研究

发布时间：2024-05-19 10:19

　　煤层气井排采过程中由于储层析出煤粉,现场经常遇到煤粉沉降堵塞井筒及煤粉卡泵问题,急需针对井筒内煤粉运移的分析预测方法。该研究建立了井筒内垂向和径向煤粉运移数学模型及求解方法,在此基础上分析了煤层气井井筒流体煤粉携出能力及煤粉径向浓度分布规律。研究结果表明,排水速度越快井筒流体携出煤粉能力越强,对于直径200μm以内的煤粉,排水速度超过3 m3/d (3.48×10^-5m³/s)便可将煤粉全部携出。煤粉呈现向井筒中线聚集现象,距离井筒中线越近煤粉浓度越高,并且排水速度越快煤粉聚集现象越显著,当排水速度达到5 m3/d(5.79×10^-5m³/s)时井筒中线煤粉浓度是壁面附近的10倍。相同排水速度下,颗粒粒径增大会使得煤粉在井筒中线附近浓度略微降低。

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【部分图文】：

图1煤粉颗粒粒径分布

以延川南区块某煤层气直井为例进行计算分析，该井使用73mm直径油管排水。取井下水样并使用激光粒度分析仪对煤粉颗粒粒径分布进行测量，结果如图1所示。该井煤粉颗粒粒径在0-185μm之间，主要分布于0-50μm之间，平均粒径20μm。煤粉浓度为5%。为了保证连续缓慢降压，该地区煤层....

图2同日产水量下粒径在0-200μm范围内煤粉颗粒所受垂向合力

为了分析井筒内流体携煤粉能力，假设煤粉在井筒内处于悬浮静止的临界状态。取日产水量为1m3、2m3、3m3、4m3和5m3，分别计算0-200μm粒径范围内煤粉所受垂向合力。若合力大于零，表明井筒流体能够把煤粉携出，否则煤粉将在井筒内沉降。计算结果如图2所示。结果表明，井....

图3不同日产水量下煤粉颗粒沿井筒径向浓度分布

固定煤粉粒径为先前测量的粒径均值20μm，煤粉颗粒浓度为5%，计算日产水量分别为1m3、3m3和5m3时煤粉颗粒浓度沿井筒径向的分布，结果如图3所示。计算结果表明，煤粉沿井筒径向浓度分布是不均匀的，离井筒中心线越近，煤粉浓度越高，即煤粉呈现出向井筒中心聚集的现象。这种聚集现....

图4(网上彩图)日产水量5m3时煤粉颗粒沿井筒径向浓度分布等值线

计算结果表明，煤粉沿井筒径向浓度分布是不均匀的，离井筒中心线越近，煤粉浓度越高，即煤粉呈现出向井筒中心聚集的现象。这种聚集现象随排水速度增大而不断增强。当日产水量为1m3时，距离井筒中线0.1倍井筒半径位置处的煤粉浓度为5.5%，井筒壁面附近的煤粉浓度为4.6%。而当日产水量升....

本文编号：3977974