劉 江，桑樹(shù)勛，周效志，畢彩琴，金 軍，單衍勝

六盤水地區(qū)煤層氣井合層排采實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

劉 江1，桑樹(shù)勛1，周效志1，畢彩琴2，金 軍3，單衍勝2

(1. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100089；3. 貴州省煤田地質(zhì)局，貴州 貴陽(yáng) 550009)

為了提高煤層氣井合層排采效果，需要合理劃分排采階段并制定與之對(duì)應(yīng)的管控措施。基于貴州六盤水地區(qū)以往煤層氣勘查與試采工作，分析該區(qū)二疊系龍?zhí)督M煤層氣地質(zhì)條件和煤儲(chǔ)層特征，對(duì)比分析兩口煤層氣井合層排采管控制度及其效果。結(jié)果表明：研究區(qū)具有煤層層數(shù)多、單層厚度薄、含氣量高、儲(chǔ)層壓力大、煤層滲透率低、局部構(gòu)造煤發(fā)育等煤層氣地質(zhì)特點(diǎn)，使煤層氣井排采過(guò)程中壓敏效應(yīng)和賈敏效應(yīng)較明顯，儲(chǔ)層傷害較嚴(yán)重，煤層氣井高產(chǎn)時(shí)間較短，產(chǎn)氣量較低。應(yīng)該優(yōu)選厚度較大、含氣性好的原生結(jié)構(gòu)煤層或煤組進(jìn)行射孔壓裂。在合層排采過(guò)程中，對(duì)排采階段進(jìn)行合理劃分，并根據(jù)排采階段控制流壓、套壓、流壓降幅、套壓降幅和液面高度等參數(shù)，可有效減小壓敏效應(yīng)、賈敏效應(yīng)、速敏效應(yīng)等儲(chǔ)層傷害。合理的合層排采管控有助于實(shí)現(xiàn)控制產(chǎn)氣量穩(wěn)定平穩(wěn)上升、煤層氣井長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)的目標(biāo)。

煤層氣；多層段開(kāi)發(fā)；合層排采；排采控制；貴州六盤水

我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)不斷取得進(jìn)展，為降低開(kāi)發(fā)成本、提高單井產(chǎn)量，煤層氣合層排采技術(shù)得到應(yīng)用。合層排采過(guò)程中流壓和日產(chǎn)水量影響總產(chǎn)氣量[1]，合層排采過(guò)程中要控制動(dòng)液面和排采速率，降低儲(chǔ)層傷害[2]；“低速–低套–階梯式降壓”的排采控制措施，可提高單井排采效益[3]。貴州六盤水地區(qū)煤儲(chǔ)層總體具有低滲、高壓、煤體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、弱含水的地質(zhì)特征[1]，合層排采過(guò)程中儲(chǔ)層傷害問(wèn)題未能有效解決，排采階段劃分與排采控制措施不明確、不合理，導(dǎo)致煤層氣井出現(xiàn)高產(chǎn)時(shí)間短、效益低等問(wèn)題?；诖?，筆者根據(jù)六盤水地區(qū)煤層氣井開(kāi)發(fā)實(shí)踐和2口排采井的實(shí)際資料，基于研究區(qū)煤儲(chǔ)層地質(zhì)條件及煤層氣井排采動(dòng)態(tài)，分析煤層氣產(chǎn)量和排采效果的影響因素，探討不同排采階段的排采控壓技術(shù)措施，以期提高煤層氣開(kāi)發(fā)效果。

1 煤層氣地質(zhì)條件與煤層氣井排采現(xiàn)狀

1.1 煤層氣地質(zhì)條件

貴州省六盤水地區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造以隔檔式褶皺為主，正斷層較發(fā)育[4-5]，可采煤層常沿背斜軸或翼部分布(圖1)，且東西差異較大，地質(zhì)條件復(fù)雜。研究區(qū)內(nèi)出露的最老地層為志留系中統(tǒng)馬龍群，最新地層為第四系，缺失上志留統(tǒng)、下泥盆統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)及白堊系，大面積出露地層為石炭系、二疊系及三疊系[5]。含煤地層主要為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，煤層埋深500~1000 m，可采煤層9~84層[6]，煤層總厚31.1~54.2 m(圖2)，煤儲(chǔ)層具有單煤層厚度小、滲透率低、儲(chǔ)層壓力大的總體特征(表1)。區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M以裂隙充水含水層為主，含水性弱，下伏峨眉山玄武巖具有良好的隔水性，含煤地層與下二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r巖溶含水層之間水力聯(lián)系弱[7]。

圖1 六盤水地區(qū)構(gòu)造綱要[6]

區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M煤層宏觀煤巖類型以半暗煤為主，半亮煤、光亮煤次之；顯微煤巖類型主要為微暗煤、微鏡惰煤、微亮煤和微三合煤；顯微煤巖組分中，鏡質(zhì)組體積分?jǐn)?shù)為49.2%~93.7%，惰質(zhì)組為8.3%~31.1%，殼質(zhì)組0~22.7%；煤的鏡質(zhì)體最大反射率(max)介于1.59%~2.03%[8]，煤的變質(zhì)程度一般由西向東呈帶狀逐漸增高。煤體結(jié)構(gòu)以條帶狀、線理狀為主，次為均一狀等；煤的構(gòu)造多為塊狀、粒狀、鱗片狀，塊狀煤內(nèi)生裂隙發(fā)育且易碎，構(gòu)造煤相對(duì)發(fā)育[9-10]。煤的總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71.76%~ 92.09%；原煤干燥基灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.06%~ 41.08%，原煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率為5.43%~ 45.87%[11]，多數(shù)賦煤向斜1 000 m以淺煤層平均含氣量在13 m3/t以上，部分煤層含氣量超過(guò)30 m3/t，煤層含氣飽和度普遍高于80%，部分煤層含氣飽和度達(dá)到150%。

1.2 研究區(qū)煤層氣井開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前六盤水地區(qū)開(kāi)發(fā)的煤層氣參數(shù)井與試驗(yàn)井共有68口，大多數(shù)煤層氣井采用的是單層開(kāi)采方式，開(kāi)采效率低下，近年來(lái)隨著合層排采技術(shù)的使用，煤層氣井開(kāi)采效率大幅上升，部分參數(shù)井日產(chǎn)氣量能夠達(dá)到3 000 m3/d[12-14]，但受到復(fù)雜的地質(zhì)條件和煤儲(chǔ)層條件的影響，總體產(chǎn)氣效果不佳。研究區(qū)Th1井和Th2井作為合層排采的先導(dǎo)性試驗(yàn)井(圖1)，對(duì)合層排采效果評(píng)價(jià)及技術(shù)分析具有借鑒意義。兩口井均位于土城向斜，井間距200 m，井深均超過(guò)900 m，主要鉆遇層位為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組、上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M和玄武巖組，鉆遇22層煤(圖2)。Th1為三段壓裂方式，第一段：5、6、9號(hào)煤層組，累計(jì)煤層厚度11 m；第二段：10、12、13號(hào)+15號(hào)煤層組，累計(jì)煤層厚度12 m；第三段：16、291、292、293號(hào)煤層組，累計(jì)煤層厚度9 m。Th2井也是三段壓裂方式，第一段：1+3、5號(hào)煤層組，累計(jì)煤層厚度10 m；第二段：9、10、11號(hào)煤層組，累計(jì)煤層厚度13 m；第三段：13、15、16號(hào)煤層組，累計(jì)煤層厚度11 m。

表1 六盤水地區(qū)局部構(gòu)造儲(chǔ)層特征

圖2 六盤水地區(qū)上二疊統(tǒng)地層綜合柱狀[5]

2 煤層氣井合層排采效果評(píng)價(jià)

2.1 排采曲線分析

Th1和Th2井目標(biāo)煤儲(chǔ)層特征相近，排采時(shí)間均超過(guò)500 d，并且在前期均獲得較高產(chǎn)氣量，其中，Th1井最高日產(chǎn)氣量1 200 m3(圖3)，但其高產(chǎn)時(shí)間共有120 d；而Th2井最高日產(chǎn)氣量達(dá)到2 850 m3(圖4)，但其高產(chǎn)時(shí)間明顯低于Th1井。

根據(jù)兩口井排采曲線分析，排采控制制度不同，是造成排采效果具有明顯差異的主要原因。由于較高的儲(chǔ)層壓力和含氣飽和度，兩口井套壓出現(xiàn)時(shí)間偏早，Th1井在套壓顯現(xiàn)后液柱高度以16 m/d的速度迅速下降，在第39天降到最低值14.98 m，與此同時(shí)，套壓也上升到最大值3.71 MPa，較高的憋壓上限與過(guò)快的動(dòng)液面下降速率導(dǎo)致煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力迅速增加，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的應(yīng)力敏感性傷害[13]，嚴(yán)重影響產(chǎn)氣效果。在控壓增產(chǎn)階段后期，Th1井由于產(chǎn)氣量、套壓和流壓的驟變產(chǎn)生了嚴(yán)重的儲(chǔ)層激蕩[14]，大量煤粉運(yùn)移到近井地帶，最終導(dǎo)致卡泵停機(jī)檢修，進(jìn)一步造成儲(chǔ)層傷害。Th2井在套壓顯現(xiàn)后，液柱高度下降速度明顯低于Th1井，憋壓階段套壓最大值僅為2.8 MPa，動(dòng)液面高度保持在170 m，應(yīng)力敏感性傷害較小，所以其產(chǎn)氣量最大值高于Th1井。但由于Th2井在排水降壓階段日產(chǎn)水量過(guò)低(5 m3以下)，壓裂液反排率極低，在控壓增產(chǎn)階段，流壓降幅與套壓降幅過(guò)大導(dǎo)致產(chǎn)水量與產(chǎn)氣量的劇烈波動(dòng)，出現(xiàn)了短暫的高產(chǎn)峰值(圖4)，賈敏效應(yīng)嚴(yán)重，產(chǎn)氣效果不佳。

2.2 合層排采效果影響因素

a.煤層發(fā)育特征 六盤水地區(qū)上二疊統(tǒng)薄至中厚煤層群發(fā)育，煤層層數(shù)多、總厚度大，但單煤層厚度小，煤層氣資源密度低，煤層間距變化大、煤層不穩(wěn)定，這是影響合層排采效果的重要因素[15-16]。由于單煤層厚度小且存在較大差異，各煤層含氣量、供液能力也具有較大差異，難以控制單產(chǎn)層的排采強(qiáng)度。排采過(guò)程中，產(chǎn)層間距過(guò)大和煤層穩(wěn)定性較差，會(huì)加重儲(chǔ)層傷害，影響壓裂液的返排，影響煤層氣井產(chǎn)氣量。

b. 煤儲(chǔ)層含氣性 六盤水地區(qū)部分煤層具有高含氣量、高含氣飽和度的特點(diǎn)，煤儲(chǔ)層中存在大量的游離氣，煤層氣井見(jiàn)氣后產(chǎn)氣量會(huì)迅速上升，液面高度快速下降，容易暴露上部產(chǎn)層，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的儲(chǔ)層傷害，對(duì)上部煤層滲透率產(chǎn)生不可恢復(fù)的影響[17-18]。產(chǎn)氣初期大量的游離氣會(huì)沖刷流體運(yùn)移通道，產(chǎn)生較多的煤粉，堵塞排采設(shè)備，影響產(chǎn)氣效果。在產(chǎn)氣中期，隨著煤層氣大量解吸、運(yùn)移，煤層中含氣飽和度突變，產(chǎn)氣量與產(chǎn)水量容易發(fā)生劇烈波動(dòng)，產(chǎn)生賈敏效應(yīng)，影響煤層氣井的高產(chǎn)產(chǎn)量與高產(chǎn)時(shí)間。

圖3 六盤水地區(qū)Th1井排采曲線

圖4 六盤水地區(qū)Th2井排采曲線

c. 煤儲(chǔ)層滲透率與煤體結(jié)構(gòu) 滲透率是衡量煤層滲流能力的主要參數(shù)，在煤層氣資源條件明確的條件下，煤儲(chǔ)層滲透率是決定煤層氣開(kāi)發(fā)成敗的關(guān)鍵因素[19-20]。六盤水地區(qū)煤儲(chǔ)層滲透率為(0.012~ 3.5) ×10–3μm2，屬于中低等滲透率煤儲(chǔ)層(表1)。較低的滲透率限制了壓降漏斗的有效傳播，降低了煤層氣井的井控范圍，影響產(chǎn)氣量。為了增加煤層滲透率，必須進(jìn)行儲(chǔ)層改造，而大量研究表明，煤體結(jié)構(gòu)不僅影響煤層的滲透率，也是制約儲(chǔ)層改造技術(shù)的重要因素。在煤層氣開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)該盡量選擇煤體結(jié)構(gòu)完整，煤體強(qiáng)度高的原生結(jié)構(gòu)或碎裂結(jié)構(gòu)煤層(組)進(jìn)行合層排采。

d. 合層排采的控制措施 合層排采控制措施是決定煤層氣井能否長(zhǎng)期高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。排采初期，隨著液體的排出，地層壓力降低，有效應(yīng)力增加，煤層裂縫容易閉合，導(dǎo)致滲透率降低，所以，必須控制排采初期產(chǎn)水量與流壓降幅，減小壓敏效應(yīng)和賈敏效應(yīng)的影響；排采中期，應(yīng)控制流壓降幅與套壓降幅，使產(chǎn)氣量穩(wěn)定上升，避免出現(xiàn)劇烈波動(dòng)和短暫的高峰產(chǎn)氣量(圖4)；排采后期，需要穩(wěn)定流壓與套壓，從而降低產(chǎn)氣量衰減速度，延長(zhǎng)產(chǎn)氣時(shí)間。

3 煤層氣井合層排采技術(shù)

3.1 分層控壓合層排采技術(shù)原則

六盤水地區(qū)煤層單層薄、層數(shù)多，生產(chǎn)井段長(zhǎng)，且該含煤地層上覆致密的砂巖與泥巖，不存在較厚的含水層，下伏隔水性較好的峨眉山玄武巖，沒(méi)有溝通外源強(qiáng)含水層，產(chǎn)層段含水性弱；較大的煤層埋深間距和復(fù)雜的地質(zhì)條件使部分煤層之間存在較大的壓差，適合分壓合采。該區(qū)域大部分煤層以原生結(jié)構(gòu)煤和碎裂煤為主，煤層氣可采性較強(qiáng)，但部分煤層以碎粒煤和糜棱煤為主，在煤層氣井開(kāi)采時(shí)應(yīng)盡量選擇厚度適中的原生結(jié)構(gòu)煤，避開(kāi)煤體破碎的糜棱煤和碎粒煤；壓裂層段盡量選取高鏡質(zhì)組含量、低灰分、高含氣量的半亮型或光亮型煤；增強(qiáng)儲(chǔ)層改造效果，同時(shí)減少水力壓裂過(guò)程產(chǎn)生的煤粉含量和排采設(shè)備的堵塞機(jī)率。

合層開(kāi)采時(shí)應(yīng)該盡量選擇儲(chǔ)層壓力梯度接近，含氣量與含氣飽和度相對(duì)接近的煤層；對(duì)于部分煤層氣測(cè)試顯示好的砂巖氣也可射孔壓裂，與煤層氣共同開(kāi)發(fā)；合理劃分已實(shí)施單層射孔的壓裂層段，原則上每個(gè)壓裂段有效壓裂厚度不超過(guò)15 m，盡量減小同一壓裂段因煤儲(chǔ)層特性差異過(guò)大而造成的儲(chǔ)層傷害，增加煤層氣井開(kāi)采效益。

3.2 排采控制階段劃分

六盤水地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層氣開(kāi)采難度大，需要對(duì)排采階段進(jìn)行精確劃分(圖3)。經(jīng)煤層氣地質(zhì)特征分析和煤層氣井開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析，排采實(shí)踐中將排采過(guò)程分為排水降壓、憋壓控產(chǎn)、控壓增產(chǎn)、控壓穩(wěn)產(chǎn)、緩慢降壓產(chǎn)量平穩(wěn)遞減5個(gè)階段。在儲(chǔ)層壓力降至臨界解吸壓力前為排水降壓階段，主要排出壓裂液與地層水，降低有效應(yīng)力；憋壓控產(chǎn)階段，緩慢降低流壓，控制套壓快速升高，控制游離氣的產(chǎn)出，減小壓敏效應(yīng)和賈敏效應(yīng)[11]；控壓增產(chǎn)階段，近井地帶是不穩(wěn)定的氣水兩相流，降低流壓與套壓降幅，使產(chǎn)氣量緩慢逐步增長(zhǎng)，避免出現(xiàn)產(chǎn)氣量的陡增；控壓穩(wěn)產(chǎn)階段，近井地帶為以水為主的兩相流，保持低套壓、低流壓，保持產(chǎn)水量和產(chǎn)氣量的穩(wěn)定，延長(zhǎng)高產(chǎn)時(shí)間；緩慢降壓產(chǎn)量平穩(wěn)遞減階段，近井地帶煤層含氣量降低，儲(chǔ)層壓力和氣體流動(dòng)性降低，產(chǎn)氣量下降，此時(shí)需要進(jìn)一步降低流壓與套壓降幅，并將之穩(wěn)定在較低水平以減緩產(chǎn)氣量衰減速度，使產(chǎn)氣量平穩(wěn)階梯狀遞減[12]，釋放儲(chǔ)層產(chǎn)氣潛力，增加煤層氣井生產(chǎn)效益。

3.3 合層排采各階段控制措施

a. 排水降壓階段 此階段需要排出地層中的壓裂液，擴(kuò)大滲流半徑，使井筒內(nèi)流壓達(dá)到臨界解吸壓力以下[16]，促使煤層氣解吸。但由于較高的含氣飽和度與儲(chǔ)層壓力，壓裂液返排率低，應(yīng)力敏感性強(qiáng)，需要穩(wěn)定流壓來(lái)控制產(chǎn)水量的增長(zhǎng)幅度，防止產(chǎn)生壓敏效應(yīng)，影響降壓漏斗的擴(kuò)展。在此階段，控制流壓降幅小于0.05 MPa/d(圖5)，使產(chǎn)水量穩(wěn)定上升，排出壓裂液。

圖5 六盤水地區(qū)Th1井流壓降幅與產(chǎn)氣量關(guān)系

b. 憋壓控產(chǎn)階段 隨著承壓水的排出，液面高度迅速下降(圖3)，需要增加并保持低套壓，適當(dāng)減小產(chǎn)層流體壓差。此階段應(yīng)注意控制套壓最大值和動(dòng)液面降幅，套壓增幅不大于0.03 MPa/d(圖6)，確保液面高度始終大于產(chǎn)層高度，避免儲(chǔ)層過(guò)早暴露。

c.控壓增產(chǎn)階段 隨著井底流壓的降低，解吸范圍不斷擴(kuò)大，需要控制流壓和套壓日降幅，確保產(chǎn)氣量穩(wěn)定上升。此階段，近井地帶是不穩(wěn)定的氣水兩相流，流體壓力大，容易沖蝕滲流通道而生產(chǎn)大量煤粉。需要通過(guò)降低流壓，階梯式降低套壓來(lái)穩(wěn)定流體壓力，確保產(chǎn)氣量的穩(wěn)定上升，同時(shí)減小因有效應(yīng)力增大而導(dǎo)致的壓敏效應(yīng)和賈敏效應(yīng)。套壓降幅控制在0.2~0.5 MPa/d以內(nèi)(圖6)，流壓降幅控制在0.02 MPa/d以內(nèi)(圖5)，避免產(chǎn)氣量、流壓和套壓的大幅波動(dòng)而造成儲(chǔ)層傷害。

圖6 六盤水地區(qū)Th1井套壓日降幅與產(chǎn)氣量關(guān)系

d. 控壓穩(wěn)產(chǎn)階段 此階段近井地帶是以水為主的穩(wěn)定兩相流，需要控制井底流壓和套壓，延長(zhǎng)高產(chǎn)時(shí)間。隨著液面高度下降，上部產(chǎn)層開(kāi)始暴露，煤層的排液能力降低(圖3)，流體壓力幾乎全部由氣體承擔(dān)，容易再次產(chǎn)生壓敏效應(yīng)。此階段，套壓降幅應(yīng)小于0.2 MPa/d，套壓最小值大于0.8 MPa(圖6)，維持較高的流體壓力，確保液面高度始終大于主要產(chǎn)氣煤層深度。產(chǎn)氣過(guò)程中避免產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量劇烈波動(dòng)而產(chǎn)生短暫的產(chǎn)氣量峰值(圖4)，流壓降幅低于0.05 MPa/d(圖5)，維持液面高度和產(chǎn)氣量的相對(duì)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)。

e. 緩慢降壓產(chǎn)量平穩(wěn)遞減階段 隨著煤層氣不斷解吸，近井地帶解吸區(qū)域不斷擴(kuò)大，有效解吸范圍越來(lái)越小，需要控制流壓和套壓減小產(chǎn)氣量衰減速度。隨著井底流壓逐漸降低到1.2 MPa以下，部分煤層暴露在液面以上，煤層氣井產(chǎn)氣量會(huì)逐漸衰減到工業(yè)氣流以下。產(chǎn)氣量降低過(guò)程中，需要控制流壓降幅低于0.01 MPa/d，套壓降幅低于0.005 MPa/d，當(dāng)產(chǎn)氣量低于500 m3/d后，維持流壓0.55 MPa，套壓0.5 MPa，釋放儲(chǔ)層產(chǎn)氣潛力。

4 結(jié)論

a. 六盤水地區(qū)煤層以薄–中厚煤層群為主，單層厚度小，煤層氣資源密度低，適宜進(jìn)行合層開(kāi)發(fā)，但排采過(guò)程中煤儲(chǔ)層受弱含水、高儲(chǔ)層壓力、低滲透率的影響，煤層氣井見(jiàn)套壓早、壓裂液反排率低、產(chǎn)氣量波動(dòng)幅度大、儲(chǔ)層傷害嚴(yán)重，容易造成產(chǎn)氣效果欠佳。

b. 合層排采過(guò)程中優(yōu)選性質(zhì)接近、厚度適中、含氣量高的原生結(jié)構(gòu)與碎裂結(jié)構(gòu)煤層進(jìn)行合采，避開(kāi)糜棱煤和碎粒煤等構(gòu)造煤層段。煤層間距一般控制在15 m以下。

c. 研究區(qū)煤層氣井合層排采可劃分為排水降壓、憋壓控產(chǎn)、控壓增產(chǎn)、控壓穩(wěn)產(chǎn)、緩慢降壓產(chǎn)量平穩(wěn)遞減5個(gè)階段。排水降壓階段流壓降幅應(yīng)小于0.05 MPa/d，穩(wěn)定排液，減小壓敏效應(yīng)；憋壓控產(chǎn)階段要控制套壓上限和液面高度，避免上部產(chǎn)層過(guò)早暴露；控壓增產(chǎn)階段避免產(chǎn)氣量、流壓和套壓的大幅波動(dòng)，階梯式降低套壓，減弱儲(chǔ)層傷害，使產(chǎn)氣量穩(wěn)定上升；控壓穩(wěn)產(chǎn)階段流壓降幅低于0.05 MPa/d，套壓降幅應(yīng)小于0.2 MPa，套壓最小值大于0.8 MPa，控制套壓維持流體壓力，控制液面高度，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)；緩慢降壓產(chǎn)量平穩(wěn)遞減階段緩慢降低流壓與套壓，減緩產(chǎn)氣衰減速度，釋放儲(chǔ)層產(chǎn)氣潛力。

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Practice and understanding of multi-layer drainage of CBM wells in Liupanshui area

LIU Jiang1, SANG Shuxun1, ZHOU Xiaozhi1, BI Caiqin2, JIN Jun3, SHAN Yansheng2

(1. School of Resources and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China; 2. Oil and Gas Survey, China Geological Survey, Beijing 100089, China; 3. Coal Geological Bureau of Guizhou, Guiyang 550009, China)

To improve the effect of drainage and extraction of coalbed methane wells, it is necessary to divide the drainage and production stages reasonably and formulate corresponding control measures. Based on the previous exploration and trial production of coalbed methane in Liupanshui area, this paper analyzed the geological characteristics of coalbed methane and the development characteristics of coal reservoirs in the area, and studied the drainage effect of the combined layers of two wells comparatively. The research shows that the area has several basic characteristics, including many coal seams, thin single-layer thickness, high gas content, high reservoir pressure, low coal seam permeability, and local developed tectonic coal, which leads to the pressure-sensitive effect and obvious Jiamin effect in the drainage process, so it caused serious reservoir damage, short production time and low production of coalbed gas wells. Therefore, it is preferable to perform perforating fracturing for a native structure with excellent media and good gas-bearing properties. During the combined mining and drainage process, the phases of combined mining and drainage was clearly divided, and it was pointed out that according to the drainage and mining stage, the flow pressure, casing pressure, flow pressure drop, sleeve pressure drop and liquid height should be controlled to reduce reservoir damage such as pressure sensitivity effect, Jiamin benefit, and speed sensitivity effect; The steady rise in gas production should be controlled, and long-term stable production and high production of coalbed gas wells should be achieved.

CBM; development of multi-layer section; multi-layer drainage; drainage control; Liupanshui area in Guizhou

P618.13

A

10.3969/j.issn.1001-1986.2020.03.014

1001-1986(2020)03-0093-07

2019-12-26；

2020-04-22

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFB0605600)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查二級(jí)項(xiàng)目(DD20160186)；貴州省地勘基金項(xiàng)目(208-9912-JBN-UTS0)

National Key R&D Program of China(2018YFB0605600)；Geological Survey Project of China Geological Survey(DD20160186)；Geological Exploration Foundation of Guizhou Province(208-9912-JBN-UTS0)

劉江，1995年生，男，湖北十堰人，碩士研究生，從事煤層氣地質(zhì)與開(kāi)發(fā)工藝研究與應(yīng)用工作. E-mail：jiangcumt@yeah.net

桑樹(shù)勛，1967年生，男，河北唐山人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事煤層氣地質(zhì)與開(kāi)發(fā)技術(shù)研究工作. E-mail：shxsang@cumt.edu.cn

劉江，桑樹(shù)勛，周效志，等.六盤水地區(qū)煤層氣井合層排采實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2020，48(3)：93–99.

LIU Jiang，SANG Shuxun，ZHOU Xiaozhi，et al.Practice and understanding of multi-layer drainage of CBM wells in Liupanshui area[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(3)：93–99.

(責(zé)任編輯 范章群)