煤层气井井筒流动状态研究

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井筒气液两相流动数值模拟研究

数值模拟是利用计算机技术和数值计算方法，对物理模型进行数学描述和求解的一种方法。在石油和天然气工程中，数值模拟通常采用离散化方法和有限元素法等数值计算方法，对井筒气液两相流动进行数学描述和求解。离散化方法是将连续的物理模型离散化为网格模型，然后利用有限元素法等数值计算方法对网格模型进行求解。有限元素法是将连续的物理模型离散化为有限个元素，并对每个元素进行数值计算，最终得到物理量的近似值。
气泡之间在上升过程中可能会相互靠近并且产生合并现象。这些结果表明气泡上升规律的变化可能主要是由液体黏度和密度变化等因素导致的。因此油水密度黏度比的差异会决定气泡合并前流型是呈柱状或弹状的特点；在相同流量条件下随着油水比例的增加油水界面的波动幅度逐渐减小当油水比例达到一定程度后界面的波动幅度已经很小；
4、结果及分析
通过对数值模拟结果进行分析，可以得出以下结论：
（1）管内气固两相流动呈现出明显的非均匀性，且流动状态受固体颗粒性质和气体速度的影响较大。
（2）在较低气体速度下，固体颗粒容易在管道底部积聚，形成固相浓度较高的区域。随着气体速度的增加，固相浓度分布趋于均匀。
（3）在一定条件下，管内流动可能出现稳定的层流状态，即气体和固体颗粒分层流动。这种现象有利于减小能量损耗和维护设备正常运行。
四、计算结果及分析
通过计算得到了不同工况下的流动规律和液相分布情况。当油水比例达到50% 时，气泡流动不再存在液膜的气泡接触角变小并且向正流区变化的现象变得更为显著；在初始上升高度不随油水比例的变化而变化的情况下，随着油水比例的增加，气泡在垂直管上升过程中更容易被拉长；当油水比例达到50%时，气泡在垂直管上升过程中更容易被拉长；当油水比例增加到一定值后，
关键词：气力输送，管内流动，气固两相流，数值模拟

煤层气井排采初期井底流压动态模型及应用分析

煤层气井排采初期井底流压动态模型及应用分析摘要本文对煤层气井排采初期井底流压动态模型及应用分析进行了探讨，主要考虑了煤层气井排采过程中井底压力时间变化特征，提出了一种井底压力动态模型，应用于煤层气井排采初期，以研究介质流动特性。

实验数据的分析表明，在煤层气井排采初期，井底流压会受制外因素影响后随时间逐步恢复，时间恢复过程以指数或谐函数拟合最好。

关键词：煤层气井排采，井底流压动态模型，应用分析，介质流动特性正文煤层气井排采初期，井底流压受外部环境因素影响，其变化有其特殊性质，因此，提出一种井底流压动态模型，以便更加有效地研究其变化特性。

在煤层气井排采初期，流体的流量受到外界环境的影响，流体的物理特性发生改变。

该过程牵涉面较广，包括井身周围环境、井口泄漏压力以及井口外部环境（例如水深、山谷、地形等）等多因素。

在此基础上，开发出一种模型，以研究煤层气井排采初期井底流压动态变化，从而更好地发现介质流动特性并做出相应运行调节措施。

该模型可分为三大模块：一是介质储量动态变化模型，二是井底压力动态变化模型，三是介质渗流动能变化模型。

首先，建立一个反映煤层气井排采初期储量动态变化的井底压力模型，通过计算机模拟来验证该模型的准确性和可靠性。

其次，建立一个介质渗流动能变化模型，以确定不同环境下介质渗流动能的变化规律。

最后，实施煤层气井排采初期井底流压动态模型，模拟井底压力及流体流量动态变化，并分析其变化特性。

该模型应用于煤层气井排采初期，结果表明，在此时期，井底流压会受外部环境因素影响而发生变化，时间恢复过程以指数或谐函数拟合最好。

从实验数据分析可以看出，在煤层气井排采初期，井底流压会随着时间的推移变化产生相应的变化规律，因此在实际工程中，该模型可以用来更好地控制煤层气井排采过程中井底压力的变化，优化煤层气排采技术。

在煤层气井排采初期，由于井底流压的变化，可能会影响气井的开发量，因此，该模型可以用来预测井底流压的变化趋势，从而进一步改善排采方案，提高开发效益。

井筒气液两相流流动特性模拟试验研究

两相流动特性的参数一般有１２个：每一相的体积流量、系统压力、加热热流密度、每一相的密度
和粘度、相界面的表面张力、流道的几何形状、大小和方位、流动方向、流体人口状态和进人流道的方式等。由于流动条件变化的多样性和研究角度的多样性，对流型的各种定义建立在主观观察的结果上，并且还是根据流动的形态特点来划分流型，因此不同的研究者对流型的定义和划分差异很大，对流型判别只能定性判断，还没有公认的定量判断方法［１＿６＿。为此，笔者在理论模型研究的基础上，根据雷诺相
似原理，设计进行了井筒两相流室内模拟试验。
１试验装置
试验的实施依托西安交通大学动力工程多相流实验室油气水实验台，试验装置系统如图１所示。
整个装置主要是由循环水系统、空气供给系统、试验管路以及计算机采集系统４个部分组成。
・８５・
试验方法如下：常压条件下的气液两相流试验基本上都是在指定的试验条件下，保持气流量不变逐步增加水流量或保持水流量不变逐步增加气流量下进行的。在进行试验的过程中，采用２种方法结合使
用。通过计算机采集气体流量、流速、顶底压力等试验数据。
流型和两相流流动特性，绘制了垂直管流型图。应用流型图对各类气井井筒流态进行了判识，对流型图

煤层气井排水采气技术调研报告

杆
液柱对井底的回压，从油套 ④抽油杆将往复运动传给井下泵柱塞。
泵
环形空间采出煤层气的目的。 ⑤抽油泵筒的下部装有固定阀，柱塞上装有游
第一章：煤层气井生产特征
1.2 煤层气井的采气机理
煤层气井采气前,井中液面高度为地下水头高度,此时井筒与储层之间不存在压力差,地下水系统基本平衡,属于稳定流态；
当煤层气井开始排采后,井筒中液面下降,井筒与煤储层之间形成压力差,地下水从压力高的地方流向压力低的地方,地下水就源源不断地流向井筒中,使得煤储层中的压力不断下降,并逐渐向远方扩展,最终在以井筒为中心的煤储层段形成一个地下水头压降漏斗,随着抽水的延续该压降漏斗不断扩大和加深；
煤的吸附性导致煤层气成藏机制和开发技术与常规天然气截然不同。
第一章：煤层气井生产特征
1.2 煤层气井的采气机理
煤层气井的生产是通过抽排煤储层中的承压水，使得煤层压力降至煤的解吸压力以下，吸附态的甲烷解吸为大量游离态甲烷，并通过扩散和流动两种不同的机制运移到井筒。
从煤表面解吸通过煤基质和微孔隙扩散通过割理系统的达西流动
第一章：煤层气井生产特征
1.6 我国煤层气资源的主要特点
③高阶煤和低阶煤占主导，高阶煤可产气；中国勘探实践表明，为美国理论所否定的高阶煤区恰恰是目前
最活跃的勘探区，并取得了产气突破。低阶煤煤层气资源在中国占的比例最大，但按现有的理论和技术，其开发难度也大。 ④煤体结构破坏严重，低渗、低压、低饱和现象突出；
当煤储层的出水量和煤层气井井口产水量相平衡时,形成稳定的压力降落漏斗,降落漏斗不再继续延伸和扩大,煤储层各点压力也就不能进一步降低，解吸停止,煤层气井采气也就终止。
第一章：煤层气井生产特征
1.3 煤层气井的生产过程

井下煤层气抽采规律数值模拟研究

井下煤层气抽采规律数值模拟研究X王作启(辽河油田公司兴隆台采油厂,辽宁盘锦　124000) 摘　要:地下抽采煤层气是指在采煤前、采煤过程中以及采煤后在井下采煤工作面进行煤层气抽采。

地下抽采煤层气,不仅可以减少煤矿瓦斯灾害,而且可以达到保护环境、利用资源的目的。

论文对某矿胶运顺槽掘进巷道在不同掘进工艺下其煤岩应力场、煤层气渗流场的演化规律进行了数值模拟研究,模拟结果表明距煤壁位置不同,煤层气流动规律随之变化。

煤层中的煤层气压力随着煤壁暴露时间的增加煤层气压力的也随之发生改变,整个煤层气压力在降低。

关键词:煤层气;抽采;煤层气压力中图分类号:T E 37 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0018—02 煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业,支撑着国民经济持续高速发展。

煤炭在我国一次能源生产和消费结构中一直占70%左右,煤矿提供了76%的发电能源、工业燃料和动力、60%的民用商品能源、70%的化工原料。

自2000年以来我国煤炭产量持续增长,图1为我国2000年～2008年煤炭产量图(单位亿t )。

图1　2000～2008年全国煤炭生产情况我国不仅是煤炭生产大国同时也是世界上煤矿灾害严重、灾害多的国家,主要灾害有:煤层气灾害、顶板灾害、矿井火灾、水害、冲击地压、尘害、热害等。

图2为我国煤矿事故起数、死亡人数、百万吨死亡率变化趋势图。

图2　我国煤矿事故起数、死亡人数、百万吨死亡率变我国煤矿灾害类型众多,其中瓦斯事故是所有事故中危害性最大的,是名副其实的煤矿安全的“第一杀手”。

近年来的数据表明,国有煤矿发生的一次死亡3人的事故中,采掘工作面事故起数和死亡人数均占75%以上,其中掘进工作面事故起数和死亡人数分别占40.92%和42.62%,2008年17起重大以上瓦斯事故中,掘进工作面发生11起,占65%,25起较大煤与瓦斯突出事故中,16起发生在掘进工作面的占64%。

因此对于采掘应力影响下的瓦斯流动规律的研究工作越发重要[1,2]。

煤层气井流入动态预测与分析

Abstract: The adsorbed gas in coalbed is controlled by water pressure gradient. Coalbed methane will always be stored in
煤储层的割理中通常含有大量的水, 割理为流体
(见图1[1])。第一个阶段是产水阶段(单相流阶段), 流向井筒提供主要路径, 为了能够产出割理中的气体必须先进行排水, 排水之后才能为气体提供
地和气候的变化导致水位下降,储存在煤中的甲烷气将会减少。在煤层气藏的初始阶段,煤割理中几乎被水填满,为了能够
要:煤层中的吸附气受到水压力梯度的控制,只要水位保持在气体饱和度之下,煤层气就一直保存在煤储层中,如果盆
文献标识码:A
文章编号:1006-2572(2017)04-0020-03
Prediction and Analysis of Inflow Performance in Coalbed Methane Well (Jiangxi Research Institute of Coalfield Geological Survey, Nanchang, Jiangxi 330001 ) Ye Cui,Feng Yuxia·Leabharlann 0·江西煤
炭
科
技
2017 年第 4 期
煤层气井流入动态预测与分析
叶翠,冯玉霞
( 江西省煤田地质勘察研究院 , 江西南昌 330001 )
摘
关键词:煤层气;吸附气;渗流规律;流入动态曲线中图分类号:P618.11
生产,需要连续地排水,从而降低水的压力使得气体能够得到解吸。
coalbed as long as the water level is under gas saturation. As the change of basin and climate leads to a decline in water level, methane stored in coal seams will reduce. In the initial phase of coalbed gas reservoirs, the coal cleat almost filled with water, it is necessary to drain continuously in order to produce, then the pressure of water will decline and the gas will be desorbed out. Key words: coalbed methane; absorbed gas; seepage law; inflow performance curve

煤层气渗流规律及其实验方法研究

煤层气渗流规律及其实验方法研究一、引言渗流力学是研究多孔介质内流体流动规律及其应用的科学。

自1856年Darcy 提出线性渗流定律以来，渗流力学就一直在不断地发展，并逐渐与其他学科交叉，在能源、资源的开发与利用以及工程建设中得到了非常广泛的应用。

渗流力学最先应用在水利工程和地下水资源开发等领域；随后又成为石油和天然气工业的一项基础理论。

随着煤层气这一新型清洁能源的重视与开发，渗流理论又应用在煤层气的开发与利用中。

煤层气渗流力学是研究煤层内瓦斯压力分布及其流动变化规律的理论，是由渗流力学、煤地质学、固体力学及采矿学等学科互相交叉渗透发展形成的。

自煤层气渗流力学创立至今深受有关研究人员的关注，尤其自20世纪80年代以来发展更为迅速，表现在：应用范围更广；基本理论不断深化；研究手段及方法不断现代化。

二、煤层气渗流规律研究内容及现状煤层气的渗流理论可分为线性渗流理论，非线性渗流理论，地球物理场效应的渗流理论和多煤层瓦斯越流理论，下面依次对其研究内容及现状做一简要介绍。

（一）线性渗流理论1、线性渗透理论为了适应采矿采煤业的大力发展，控制瓦斯技术已成为当时研究的关键技术之一，早在20世纪40年代末，前苏联学者就已经建立起考虑吸附煤层瓦斯作用的瓦斯控制方程[式(1) ]。

在我国，周世宁院士等[1]首先进行了将达西定律应用于煤层瓦斯流动理论的开拓性研究，认为煤层瓦斯的流动基本符合线性渗流规律，其观点对煤层瓦斯渗流的应用和瓦斯动力学研究具有相当重要的指导意义。

v k p nμ∂=-∂ （1）式中：v 为流速；k 为煤层的渗透率；μ为瓦斯黏度系数；p 为瓦斯压力；p n ∂∂为瓦斯压力在流动方向上的偏导数。

此外还导出了瓦斯流量方程[式(2) ]：p q nλ∂=-∂ （2）式中，q 为瓦斯流量；λ为煤层透气系数。

20世纪80年代，多位研究者在修正和完善数学模型、流动方程方而开展了相应的工作。

由于大多数井下瓦斯流动都可简化为一维的平行流动和径向流动的有限流场、无限流场或其组合，为此，郭勇义等[2]针对一维流动，结合相似理论提出了修正的流动方程。

基于软件的气井井筒流动参数模拟分析

38一、前言近年来随着能源需求的不断增加以及环境保护意识的不断增强，国内天然气产量逐年上升，越来越多的人开始关注天然气井。

如何提高气井的产量、增加持液率、减少井底积液的产生就成为了急需解决的问题。

因此，建立相关气井井筒多相流模拟模型，不仅可以帮助分析气井的积液机理、预测井筒流动参数变化情况，也可以为气井日常生产管理措施的制定提供指导性帮助。

二、气井携液能力预测以K井为例，根据现场工艺参数和流程搭建相应的井筒模型，对井筒多相流关系式进行优选与修正，使得最终的井筒多相流相关式符合实际生产情况。

鉴于生产井的天然气中含有一定量的地层水和凝析油，采用组分模型以及PR状态方程可以更准确地反映出实际生产过程中井筒内压力、温度、相态变化及滑脱现象，并处理与组成有关的复杂问题（如相间质量传递、凝析与反凝析、水合物等），因此选用其作为气井井筒多相流分析的热物性计算模型。

并将实际的井筒流动梯度测试数据与不同的井筒流动计算相关式进行初步拟合，选择其中拟合误差最小的流动关系式进行进一步的修正，使其与实际生产更贴合，至此，气井井筒多相流模拟模型的搭建、优选和验证已完成，在此基础上可开展进一步的模拟计算与研究工作。

三、气井携液能力敏感性分析采用贴合K井的实际生产状态，模拟计算了K井在日常井口油压波动范围内井筒沿程参数的变化情况：图1　K井在不同井口油压下井筒沿程压力、冲蚀速率比变化曲线图2K井在不同井口油压下的相图预测结果及携液流速比变化曲线分析模拟结果可知，1.井口油压越高，在井下相同位置处，井筒内气流的压力也越高。

当井口油压超过一定值时，计算结果出现了不收敛的情况，说明在当前地层压力和地层温度条件下，该气井已无法正常生产。

2.采用冲蚀预测模型得到的井筒冲蚀速率比EVR值均小于1.0，所以气井在当前的生产条件下不会发生冲蚀现象。

3.井筒内气流的P/T路径线与水露点曲线与相交，即出现了气流温度低于水露点温度的情况，所以在井筒内会有自由水存在，满足了水合物形成条件之一。

井筒气液流动数学模型及气井积液气识别技术

根据气液流动变化模型，从井口压力计算井底流压，取坐标 z 的正向与流动方向相反，管斜角兹定义为管子与水平方向的夹角。这样井筒内的压力梯度数学方程为：
因此人们采用哈盖登原布朗（Hagedorn-Brown）的
垂直管气水两相流压力计算方法来计算井筒压力剖
面。此方法也适应 W 气田气水井的流动条件。哈盖登-
大部分误差都在 5 %以下，平均误差 1.99 %，表明该方筒中气液流动变化情况而选用不同的计算方法。
法能较准确计算出积液量。AX 井实测与计算压力剖面猿援圆井筒流体动态分析法判识积液
的对比图（见图 3）。
气液流体在流动状态下判识积液，可直接用井下
圆援圆井筒中有节流器的气液流动下数学模型
试井仪来测试分析。但最简单的方法是在生产状态下，
均液气比由 2012 年的 0.42 m3/104m3 上升到 2016 年的不断减少，大气泡之间由块状液相隔开，大气泡四周水
0.78 m3/104m（3 见图 1）。
圆缘园园园园
液气比（m3/104m3）
膜有时向下流动，这时形成了段塞状流动。气井生产到
月产气（104m3）
月产液（m3）
员援园
圆园园园园园
布朗应用压降梯度方程，结合实际井深实验，用井底流
压与套压的不同参数反复计算出井底流压与实测数据
进行比较，得出持液率剖面计算出的积液量方程。其实
测与计算的积液量方程如下：
灾造实测越澡实测伊（栽凿实测/Td1）伊A
（2）
2
dp dz
=籽m gsin兹+fm
籽fr vm 2D
+籽vm
dv m dz
（1）
Vol.3苑 No.8 Aug. 201愿

煤层气水平井井筒压力分布规律及其影响

煤层气水平井井筒压力分布规律及其影响摘要:国内外大量相关研究表明若忽视水平井井筒中的压降,将给水平井的生产计算分析带来较大的误差。

本文对煤层气水平井井筒压力分布规律进行了深入的研究,考虑到煤层气水平井井壁入流和井筒内流体变质量流动的实际情况,选取井筒中一微元段进行分析,通过结合质量守恒定律、动量守恒定律推导并建立了水平井的井筒压力分布模型。

并利用所建立的压力分布模型对不同内径、不同产量、不同水平段长度的水平井井筒进行了实例计算,得到了三种情况下水平井井筒中的压力分布情况。

并对结果进行了对比分析,结果表明井筒内径越小、产量越大时水平井井筒中的压力分布曲线越陡,井筒压力分布越不均匀。

关键词:煤层气水平井筒压力分布煤粉近年来,水平井技术在煤层气田开发中得到了广泛的应用,对水平井技术的研究也越来越受到重视。

国内外学者对常规油气藏的井筒压降情况已经进行了大量的研究[1～4],但是关于煤层气U型水平井井筒压力分布及对煤粉产出的影响分析方面的研究却很少见有文献报道。

如果煤层气水平井井筒压降增大,将导致趾端气体锥进,出现部分水平井筒不产气的情况。

对于水平井水平段长度较长和水平段井筒内径较小的井,在水平井筒跟端相对较容易出现不产气的井段。

而趾端的气体快速突破将很大程度增加这部分井段的煤粉大量产出,从而会导致煤层的煤粉运移堵塞流动通道。

由于准确预测煤层气水平井井筒的压力分布情况对煤层气井的生产开发有较大的指导意义,故本文对此进行了深入的研究。

1 考虑井筒变质量流动的煤层气水平井井筒压力分布模型1.1 物理模型及假设本文研究的是现场常用的采用一口水平井连通一口直井,通过直井进行排水采气来进行生产作业的煤层气U型水平井。

煤层气U型水平井示意图如图1。

假设条件如下。

(1)煤层气井水平段为裸眼完井。

(2)排水结束进入稳定生产,井筒中为单相气体流动。

(3)等温、稳态流动。

(4)忽略井壁入流引起的混合损失。

(5)煤层均质、各向同性。

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收稿日期:2012-05-15;修订日期:2012-10-22作者简介:崔立伟（1986-），男，河北保定人，助理工程师，本科学历，研究方向：煤气层。

1气泡段现象及产生原因在煤层气井日常生产中普遍存在这种现象：一口排采井由平衡排水阶段见气后进入控制井底流压阶段时，此时是液面下降导致井底流压降低至其临界解吸压力，促使甲烷气体解吸出来；但在实际生产过程中，在此过渡阶段采集动液面数据时，会出现液面大幅回升（0~40m ）的情况；或者一口正常生产井在突发状况下停机，套压和流量都降低甚至落零，此时的井底流压升高，且没有了外排水，液面回升导致产气量下降,但实际测试结果往往是液面有较大幅度下降（7~25m ）。

这是因为煤层气井投产后，初期只进行平衡排水工作以疏通地层。

随着排水降压的进行，井底流压不断降低，储层压力与井底流压的压力差不断增大,从而促使煤层中远端的液体流入井底，井底周围的压降半径不断扩大。

当井底流压低于临界解吸压力时，井筒附近煤层表面的吸附气开始解吸并扩散到煤层割理、裂缝等渗流通道内。

随着生产压差的增大,解吸气量逐渐增多，在水中形成连续气泡，最终气体突破形成流动相[2]，沿煤层压裂主裂缝流人井筒油套环形空间。

当甲烷气体从煤层流入井筒之后，便会以自由相的状态由井底流向地面，油套环空内先是气—液两相流动，气液混合物在上升过程中经历各种流态，最终以甲烷纯气相从井口产出。

这其中各种流动结构的出现和过渡主要取决于井筒内压力的变化和气量的多少。

如图1所示，甲烷气体在油套环形空间垂直上升时，随着气量的增大和井筒压力的降低，气液混合物的流动型式也呈现不断的变化。

因此具有一定产量的煤层气井，油套环空中流体的组成为：上部为纯气段，下部为混气液柱段，根据含气率的大小，混气液柱段又可细分为泡沫段(段塞流段)和普通液柱段(泡流段，其中含小气泡)。

在前期的平衡排水阶段,井筒内为单一液相流或第32卷第2期2013年2期煤炭技术Coal TechnologyVol.32,No.02February,2013煤层气井井筒流动状态研究崔立伟，孙彦高，刘征（中石油煤层气有限责任公司韩城分公司，陕西韩城715400）摘要:煤层气井在开采过程中必定经历气液两相流动阶段，气液两相流动的结果，必然导致煤层气藏压力动态发生变化。

论文针对生产井井筒气泡段现象进行描述,分析其产生原因，以及如何通过套压、流量、产量等参数变化识别气泡段；适当控制套压对初见气时井筒流动状态以及气泡段的影响；不同套压对井筒流动状态和对气泡段的影响；针对不同生产阶段的井，依其状态优选合理的套压，总结出煤层气井生产过程中，井筒内气液两相的流动规律，定量地研究井筒内气液两相各参数相互之间的影响和变化，以及这些变化对井筒流态稳定性的影响。

关键词:井筒；气泡段；气液两相；流型中图分类号:TD71文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2013）02-0082-03Study on Shaft Flow State of Coalbed Methane WellCUI Li-wei,SUN Yan-gao,LIU Zheng（Hancheng Branch,China Petroleum Coalbed Methane Co.,Ltd.,Hancheng 715400,China ）Abstract:Coalbed methane wells in the mining process must be experiencing the stage of the gas-liquid two-phase flow,gas-liquid two-phase flow will inevitably lead to dynamic changes of coalbed methane reservoir pressure.The paper describes the bubble phenomenon in production wellbore,analyzes its causes and how to identify bubbles segment of casing pressure,flow,yield and other parameters;appropriate control casing pressure bore flow state,and has shown signs of gas bubble segment;different sets of pressure on the wellbore flow state and the bubble segment;preferred reasonable pressure for different stages of production wells according to the state.Summed up the production process of the coalbed methane wells,gas -liquid two -phase wellbore flow rule,the quantitative study of gas-liquid two-phase parameters between the impact and changes,and these changes on state stability of the wellbore flowwithin the wellbore.Key words:shaft;bubbles period;gas-liquid two phase;flow pattern图1井筒流动型式图者是液固(煤粉)两相流动,而井口见气进入控制阶段后,井筒内主要为气液两相流,甚至是气、液、。

当液流中增加了气相之后，在其上升过程中，甲烷气不断从水中分离出来参与膨胀与携带液体上升，形成平常所说的气泡段，气泡段其实就是高含气(一般含气率大于60%)的流体段。

因此对于具有一定产量的井而言，由于气泡段的存在，会使得生产中回声环空测试液面的位置反映在气泡段的上端面，故气泡段开始形成时所得液面数据较之前有较大幅度回升,突发状况停机后,气体流量和流速均降低,气泡段的长度减小,此时所得液面较之前有较大幅度的下降。

2关于气泡段有效识别的研究由于煤层气井井筒特殊气液两相流形成的气泡段的存在，就造成日常生产中不能直接测得真实液面的位置，对排采制度的调整有一定误导,比如当某个排采井刚刚进入控制阶段时，气量还非常小甚至是间歇产出少量气体（每天小于20m3），此时在井口的套压和流量都没有任何反映，如果单纯以测得液面回升为依据而加大排采强度且井口没有及时控制，就会出现产气量突然大幅增长的情况，对煤储层造成伤害，且不利于该井日后的高产稳产。

因为当煤层中有甲烷气解吸之后，渗流通道中就是气液两相流动，气相渗透率的增大势必造成液相渗透率的降低，此时如果还没有引起足够重视，认为液面回升而加大排采强度，就会导致真实液面迅速下降；井底流压大幅降低，导致部分渗流通道闭合；气相渗透率大幅增大，气液混合物携带大量颗粒物质运移引起煤层部分微孔隙的堵塞；气相占据井筒周围煤层中的渗流通道,在其中形成大气泡，甚至有些小气泡占据在微孔隙或者裂缝喉道中，最终因毛细管力和磨阻导致液相渗透率急剧下降。

如果此时的生产压差小于煤层中渗透压差，就会导致煤层中远端的水无法流动，造成泄压半径难以扩展，对以后整体降压区的形成和生产井的稳产极为不利。

同时气量的急剧增长会造成地层过分激动，引起压裂砂反吐，大量出煤粉等后续问题。

但是，如果能够对气泡段的特性有清楚的认知并能有效识别，这种负面影响就会大大降低。

这就要求我们详细认知排采井在刚刚进入控制阶段时的各生产参数的变化特征。

一般来说，排采井的针型阀都保持有一定的开度，当井底附近煤层开始解吸，甲烷气以流动相进入油套环空之后开始形成气泡段,此时回声环空测试所得液面较之前平衡排水期有较大幅度回升，对于这种异常情况在日常生产过程中应该引起足够的重视。

如果此时井口见套压或者流量则说明该井已经有甲烷气解吸,应及时采取措施进行控制。

如果此时井口没有套压和流量,且流量计终值没有变化，则可以将井口针型阀完全关死,观察2~ 3h,看能否憋起套压,然后微开测试阀门检查井口气量情况。

如能见到套压并且井口气量较大,则可以判定该井已经进入控制阶段，此时应及时下调日产水量,并控制井口针型阀的开度不能太大,防止出现产气量剧增的情况。

对于正常的生产井突发停机状况时，由于气体流量和流速的降低,气泡段的长度减小，此时所得液面值较之前有较大幅度下降，但这个时候所得液面值更为接近真实液面位置，在生产井的管理过程中对这一点应做到心中有数。

待正常生产后,虽然测得液面较之前有所回升，但实际真实液面已经下降。

对于安装偏心口的生产井，真实液面位置可以通过产液剖面测试获得。

一般对于正常生产井，随着产气量的增大，井筒内气体流速变大，气泡段相应变长，所测得的液面回升，同时产气量降低时，井筒内气体流速降低引起气泡段的缩短，液面下降，从某种程度来说，液面与产气量有一定正相关性，这样的现象也说明井筒气泡段的存在。

如图2所监测韩3-3-075井液面随产气量的波动情况：该井套压0.07~0.1MPa，流量0~20m3/h；每增加出水0.1~0.2m3，液面回升40~52m；减少出水量，液面反而下降。

3适当控制套压对初见气时井筒流动状态以及气泡段影响研究对于已经确定刚刚从排采阶段进入控制阶段的生产井,此时的真实液面较之前已经下降,液相渗透率较之前也降低了，而且产气量呈上升趋势。

受相对渗透率和生产压差的影响，虽然降低日产水量会在一定程度上控制液面的降幅，但如果下调的水量不足以弥补水相对渗透率降低所带来地层供液量的变化，则液面仍会下降，对于这类井，一定要继续下调水量，保证液面稳定后，平稳排采。

同时要控制井口针型阀的开度不能过大,将井口套压缓慢上提至0.2 MPa以上，这样做有两个目的：（1）刚刚进入排采阶段的生产井，井筒内流态变为气液两相流，并出现明显的气泡段，在段塞流状态下，由于大气泡和液体块交互出现,造成了油套环空内很大的密度差和流体的可压缩性,所以,这种流动型式下,容易出现流动不稳定性,即截面流量随时间发生变化，最终造成井底流压和井口套压的波动，极易造成压裂砂反吐和出煤粉等问题，不利于井的连续排采。

实际生产过程中已证实，适当上提套压，可以明显减小其波动范围，延长其波动周期。

（2）进入控制阶段的生产井，产气量正处于上升趋势，如果井口处不加以控制放任其气量增长，则在最初几天时气量稳步大幅上涨，井底流压急剧下降，日产水量也迅速下降，之后很快便会出现气量衰减趋势，且降幅很大。