本文系统对沁水盆地南部及新疆阜康等区块的煤层气排采井进行排采过程和排采效果分析,查明了目前制约煤层气井排采控制的两大关键问题,并针对这些问题作了深入的研究,提出了不同排采制度以及不同煤体结构条件下煤层气排采控制技术。本文研究瞄准制约煤层气井排采控制的两大关键问题:1)煤层气井排采过程中的煤储层内煤层气的解吸—运移平衡问题,包括煤层气的解吸滞后、压差驱动下的煤层气扩散和大裂隙系统流体运移等问题;2)煤层气井排采过程中煤储层内流体运移通道的稳定性问题,主要包括煤粉产出、“微突出”及堵塞、主干通道的垮塌、节理闭合等。针对煤层气的解吸—运移平衡问题,本文分别对煤层气的解吸滞后性以及解吸—运移过程中压差驱动机理和排采过程中大裂隙系统流体运移问题对煤层气排采过程的影响进行理论和实例的分析,结果表明:1)煤层气开发中不考虑解吸滞后特性造成排采方案设计中对地解压差作出错误的估计,排采初期产水阶段,排水降液面的控制容易盲目,造成冲次的错误调低或反复,引起初期排水的不稳定,井底流压出现反复,降低了初期排水的效果,甚至会造成储层伤害;2)储层中煤层气解吸进入大裂隙系统中存在压差驱动和扩散两种不同的过程和形式,解吸过程的中断会使得原本处于扩散阶段的解吸过程会重新发生吸附作用,同时大裂隙系统内的水会重新进入到基质孔隙、微裂隙内,这对煤层气解吸再次进入大裂隙系统造成了困难;3)由于流体在煤层气藏大裂隙系统内的运移存在多种流态,稳定的排水降压有利于煤层气的运移产出,当井底流压不稳、放气速度过快会引起气、水相渗透率的变化,造成气锁等现象。针对煤储层内流体运移通道的稳定性问题,本文通过矿井下实例解剖,查明以水平井眼和大裂隙系统为基础的运移通道,在排采过程因为控制不当而发生煤粉产出、“微突出”、通道垮塌堵塞和裂缝系统闭合等现象,造成对排采效果的影响:1)排采过程中,由于煤储层大裂隙系统的不规则性以及排采强度的不稳定引起的储层骨架的应力应变会导致流体运移过程中的流动能力降低,其携带煤粉的能力下降,煤粉会在裂缝狭窄处和曲折处沉降,堵塞流体运移通道;2)排采过程中煤粉微突出不仅给近井筒的主干裂缝及水平井眼带来大量的煤粉,同时由于井眼及缝壁的破碎引起通道垮塌,同时作为排采运移的主干通道,水平井眼和压裂后的人工裂缝在排采中由于流体运移和应力的波动容易发生垮塌堵塞现象,破碎的煤块及颗粒堆积在通道内又进一步造成煤粉运移困难,最终导致主干通道完全堵死,排采终止;3)排采过程中由于井底流压过低以及伴随煤层气的解吸,裂隙系统中的流体压力降低、裂缝骨架应力增大,容易从而导致运移通道中裂隙系统中的气胀节理闭合,阻止了微裂隙及基质孔隙中解吸的煤层气产出。通过以上对煤层气井排采问题及典型案例的研究,提出了基于煤层气藏地质条件下的排采控制要求。1、不同排采阶段对排采制度的要求:1)产水阶段,产水前期严格控制井底流压降幅。产水井底流压的下降速度过快容易导致裂缝通道煤粉的运移同时由于裂缝系统内流体压力的快速减少,容易导致末端裂缝的闭合,影响储层的渗透性;2)产水产气阶段,两相流的在裂缝系统中的运移状态容易被中断,造成气锁等,影响气体的正常解吸和产出;3)产气阶段,要阻止流压和液柱的大幅回升,避免气体的单相流运移过程的中断。2、针对不同的煤体结构采取不同的排采措施:1)原生结构煤、碎裂煤由于力学强度较大,相对于碎粒、糜棱结构煤来讲抵抗排采不当造成的伤害能力强,在排采的过程中,维持井底流压的持续缓慢稳定下降,扩大解吸面积和保持解吸—渗流通道的稳定性,能够获得长时间的高产;2)对于碎粒煤和糜棱煤来讲,应考虑依据小微构造发育特征等资料来预测碎裂煤和糜棱煤的发育位置,并在开发部署中加以规避。对于已开发井,需要特别注意流压和动液面的核实,采取慢排的措施,同时要控制放气的速度,避免气体携带煤粉堵塞井筒周围的不规则孔隙或者影响排采井的正常工作。