关于大幅度提高我国煤层气单井产量的探讨

文章编号：1008-3731 (2018)01-0019-032018年第1期 煤 炭科技No. 1 2018 COAL SCIENCE & TECHNOLOGY MAGAZINE 19!"大&高我国煤层，单并产量123薛冰(河南省煤炭地质勘察研究总院，河南郑州450016)摘要：我国煤层气资源十分丰富，经过多年的发展与探索，形成了开采煤层气的一系列技 术，如水平井、羽状井钻完井技术、排采智能调控技术、煤储层压裂改造技术等，基本上已经 具备了完备的系列开发技术，处于世界的先进行列。但是，从煤层气单井产量来看，我国的 发展远不如美国，单井产量低、产能衰减快、成本高的问题已经成为制约我国煤层气发展的 重要障碍。因， 能 成本、高 开采高产量的单井煤层气成为我国煤层气产的重要 。主要 我国当前煤层气产量低现象进行深入的探讨究 的。关键词：煤层气；单井产量；解吸；渗流 中图分类号:TD752 文献标志码：BA discussion on improving single well production of coal seam gas well in ChinaXUE Bing(General Institute of Coal Geological Survey and research of Henan Province, Zhengzhou, Henan, 450016) Abstract： Coalbed methane resources are very rich in China, after years of development and exploration, has formed a series of technology of coal-bed methane mining, such as horizontal wells, pinnate well drilling and completion technology, production technology, intelligent control of coal reservoir fracturing technology, basically have a series of technique development in advanced complete. A series of technologies for coal mining in our country are in the forefront of the world.However, from the single well production of CBM wells, the development of our country is far less than that of the US. The problem of single well output, fast decline of production capacity and high cost has become an important obstacle restricting the development of CBM in China. Therefore, it is an important goal for China's CBM industry to find a single well CBM that can produce high output with low cost and high efficiency. This paper mainly studied the low production of coal bed gas in China, and put forward some corresponding solutions.Key words： coal bed gas; single well production; desorption; percolation; diffusion CLC number: TD752 Document identification code: B煤层气的开发对我国工业的发展具有重要意 义，我国现已拥有了多项煤层气开发技术，但就产 量而言，煤层气单井产量还无法达到国家的要求， 同时距离美国单井产量还有较大差距。所以目前要 做的就是找到煤层气单井产量低的原因，进行技术 变革，提高单井产量及采收率，使其充分发挥价值，降低开采成本，使经济效益最大化[1]。1我国煤层气单井产量低的原因1.1技术适用范围限制我国的煤层气井开发技术 30 的发展，现已有煤层气排水压开采、

排采智能调20煤炭科技2018年第1期控、煤储层压裂改造等一系列先进的技术。由于我 国地质情况多样，所以在实践过程中，这些技术只 适用于少部分区块的煤气层开发，仍然有大部分区 域的丰富资源无法开发。这些技术本身的适用范围 限制了开采，它们只适用于储层条件好的煤气层， 即含气量高、渗透性好、储层压力大而又埋得浅的 煤气层[2]。1.2单纯增大压裂规模并未能有效提高单井产量我国煤层气开采技术中，钻井、钻水平井、钻特 殊结构井与压裂技术相结合的技术 渗透、超 渗透气有开发的技术，它适用于储层 以 渗的储层开发。然而，煤气层在煤层中 的储 复杂，多数煤层中80%〜90%的甲烷以吸附的态在于煤的 质微孔中，地层中的水分布在煤层的裂中，呈吸附 态的甲烷气 井 吸、渗 的过 ， 一 井 量。 而甲烷身的 得 吸， ， 大压裂 一 有高 井 量， 这 技术 煤层 气的 开 发 实用， 甲烷气 的方法[3]。1.3现有技术方法准确性的限制煤层气在开发 进行大量的测定，通过数的分， 开采的法、过。然而， 在所 的 的数 ， 这开 发 的 性 的开发 。，煤的吸附等 的 ，即储层煤 ，放入高压中在一定压力 甲烷， 地层的吸附平 质量煤中甲烷含气量与煤层气压力的关系，从而得 煤的等吸附[4]， 1所。图2不同含水量对甲烷的吸附量将煤层中的水大量排，煤层流体压力下降 吸压力，这样煤层气 够吸 。煤层中不含水，无法过大量排水来降低 地层的压力，煤层压力也 难降 吸压力，这给开采加了不小的难度。我国富含瓦斯 的煤层当丰富，然而，多煤层含水量 较， 而按现在的开采技术，只能对含水的煤层气有 开采。所以，无水煤矿的开采成为我国煤层气开 采的难，这也 煤层井开发量的 。2大幅度提升我国煤层气单井产量的建议2.1积极创新，大力发展尽管我国的煤层气井开发技术已经发展到国 际先进水平，但由于我国煤层的地质条件复杂多 样，仅仅采用有的论法技术手段煤层气 进开发， 难在原来的础上得 升。所以 应当从最础的 开，探究煤层气形成的机 理、形成律以地质特征，结 他 知识，积 极应用 的高科技产品，用创新的思、创新的法，形成适用我国煤气层地质条件的开发技术。 可以改进地质研究法， 设计井 井 型。2.2深入研究，确定最佳深入研究煤气层开采前对煤气层形成机理、开煤中的含水量无法 ，所以用现有的 等吸附的方法无法 帮助煤气层有开发。1.4无水煤层丰富，却难以开发煤层气的开采必须 吸—扩散！渗流!入井形成产量的全过程，这 出在同的开采条件某一过程中的煤层气的吸 、渗 ，目 够这三 加的只有渗 。由于我国 吸 的研究深入，所以目还 够出有效的改进 措施。所以，在的技术有限的，只 含水煤层气进有开采，含水量的同 甲烷的吸附量[5]， 2所。

A 地层压力；B---临界解吸压力；C-----废弃压力>1煤层等温吸附曲线示意 这种方法于煤层气的开发起着重要的作用， 然而这 的 容易受到煤中含水情况的响，煤中含水的情况，甲烷的吸附量大幅降低，(e—r e日)/_迄#|銮一I(T—rB) f2018年第1期薛冰:关于大幅度提高我国煤层气单井产量的探讨21采方式等方面的测定内容，包括煤层中煤气层含量 和煤气层压力高低的测定、煤层气在煤层中的等温 吸附曲线的测定、甲烷在煤中解析速度的测定、在 不同开采方式下不同的开采过程中煤层气在煤层 裂缝中渗流及在基质中扩散速度的研究、决定单井 产量的主要因素研究等，通过对这些决定因素的研 究，对其中不利于单井产量提高及开采方式优化方 面进行改进，分析所测定的数据探讨出最佳的开采 方式与开采过程。2.3借鉴其他，改进自己我国的页岩气发展形势较好，可以通过借鉴开 发页岩气的方 中 的 ，改进煤层气单井开发。如:增大泄气的面积，这在我国是有成功的 的，我国 煤层气的开采就是于 -发 ， 通过在 方面的不 力 ， 井产量 。是如果在同 方采 井压裂的方式开一对裂缝， 泄气面积大，其单井产 量 不 。 ，增大泄气面积不是 、提升单井产量的因素，要在基础上 改进。提高煤层气储层中气体向井筒运移的速度。煤 层气的 速度决定于甲烷气的解吸、扩散、渗流 中的速度，提高这 的速度 提高井产量。所 要测定甲烷在煤中的解吸速度，解吸 甲烷的扩散速度和它在煤裂缝中渗流的速度，这 ， 测出 的数据， 定的是 的速度 决定井产量的高低[6]。借鉴页岩气有效开发的经验，改变压裂改造方 式 在井 井煤层 的裂缝，这些裂缝煤层分 大不同的 煤块，如 鱼骨型分井，如 3所。

图3鱼骨型分支水平井井身结构示意一些大的煤通过裂缝与井筒相连，和大气相通，就相当于把大量高温、高压、含高甲烷气的煤块 在大气中，煤 的方煤层气的 速度对要，这 大大 了煤层气 至井筒的距离，速了 速度， 大幅度提高井产量。3结语虽然我国煤层气开发技术水平较高，但单井产 量很低，导致这样结的原因是有多方面的，如 术适范围比 ，现有的煤层气开采技术适于含煤层，而我国富含的煤层很多都不含，增 大压裂规模的方式增加单井产量也只适于部分 煤储层，而且 代 测定的数据的 性 、把握，所以煤气层的发 于困时期。对此，要积极创新，深入研究，大力发。要积极 其 有利的 进行分析，改进现在的煤层气井开发 ，争取在有的基 倍提 井产量。参考文献：[1] 罗平亚.关于大幅度提高我国煤层气井单井产量的探讨[j].天气工业,2013,33(6)-1 - 6%[2] 伊向艺，雷群,丁云宏，等.煤层气压裂技术及应用[M].北京-石油工 业出版社,2012.[3] 曹海涛.煤层气井产量现代递减分析方法研究[j]%成都理工大2013(08).[4] 刘云亮,张培河%煤层气开采动态及单井产量主控因素分析[j]%煤 田地质与勘探,2016(44).[5] 刘常青,邓玉胜，吴英,赵景辉，等.延川南区块煤体结构对煤层单井产量控制作用研究[J]%油气藏评价与开发,2013(3)-62 - 66%[6] 陈振宏,王一兵， ，等.影响煤层气井产量的关键因素分 析——以沁水盆地南部樊庄区块为例[J]%石油学报,2009,30(3)- 409 - 412.作者简介：薛冰（1985—），男，河南郑州人，2016年毕业于河南理工大学资源环境学院地质工程专业，在职研究 生，河南省煤炭地质勘察研究总院工程师。(收稿日期：2017—07—