煤层气井煤粉产出规律实验研究摘要
煤层气井生产通常是一个排水采气的过程,在排采过程中,由于煤质较脆,易碎、易坍塌,煤粉及煤层其他颗粒会随着煤层流体的流动发生运移,堵塞煤层裂隙,降低储层渗透率,影响煤层气井的生产,降低煤层气的采收率,因此研究煤粉在煤层气排采过程中的产出规律对实际生产有十分重要的意义。本文首先分析了煤层气井中煤粉的产生原因、机理,然后构建煤岩模型,测量物理模型基础物性参数,分析煤岩岩心应力敏感性特征,接着自行搭建了实验装置,通过变流量变压力实验测量不同煤粉模型在不同条件下渗透率变化情况,煤粉产出量变化情况及对煤层气井的产能影响,并利用激光粒度仪对各个流速下产出液体进行粒径分析,后期使用垂直管流装置,模拟煤粉在垂直井筒的沉降规律,得到结论:在较低的排液速度下,煤粉产出量很少,几乎不出粉,当流速逐渐升高时,煤粉产出量随流速增加而增大,但随着排水期的延长煤粉产出量会减少;当排采速度接近临界速度时,煤层中的流体会驱动煤粉开始大幅运移,煤粉开始大量产出,会造成煤粉颗粒堵塞渗流通道,进而导致煤层渗透率快速下降,产生速敏现象,在实际生产中的具体表现就是煤层气产量的大幅下降;随着流速继续增大,产出液体中煤粉粒径逐渐增大,直到完全堵塞孔道。通过评价煤粉产出前后渗透率的比值可以确定出煤粉对储层影响的程度,进而确定产能下降百分比,在煤层气井正常生产过程中,当井筒内生产压差不大时,流体的运移虽然能带出一部分煤粉至井口,但是井筒内壁周围始终有一些煤粉在做往复运动,无法排出井口。研究为制定科学合理的排采速度,减少煤粉产出提供依据。
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