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深部煤层气(又称煤岩气)已成为我国天然气增储上产的重要增长极。现场实践发现,深部煤层气井在通井或修井时都会存在压裂砂返吐现象,形成管柱冲蚀磨损、积砂阻塞、产值下降等,直接影响单井估计终究可采储量。支撑裂缝导流才能改变是影响深部煤层气产气作用和拟定合理排液准则的要害,但现有商业模仿器未考虑速敏效应影响,无法描写排采过程中支撑剂运移导致的导流才能动态改变特征,导致深部煤层气井产值猜测精度差,限制EUR精确猜测和科学出产准则拟定。中石油煤层气有限责任公司闫霞高档专家团队针对以上难题,首要经过岩心试验和颗粒作用剖析,探求了铺砂浓度、支撑剂粒径、有用应力等要素对深部煤层支撑裂缝导流才能速敏特征的影响机制,耦合依据试验规则树立的导流才能动态表征模型、嵌入离散裂缝模型及煤层双孔单渗模型,构建了考虑压裂缝导流才能改变影响的煤层气开发动态数值模仿办法,终究确认出合理返排准则及参数阈值,为深部煤层气井合理返排准则和科学出产供给了重要理论按照和办法支撑。相关研讨知道刊登在《石油学报》第46卷第12期。
(1)初次发现了深部煤层支撑裂缝导流才能跟着液相流速增大出现先上升后下降的趋势,导流才能峰值对应的流速介于2.5~7.5mL/min,其导流才能改变起伏与支撑剂铺置浓度、粒径和流体黏度正相关,与有用应力负相关。结合核磁共振试验与颗粒受力剖析,清晰了速敏致效机理:低流速液流冲刷导致无支撑作用的小颗粒支撑剂产出,起到疏通活动通道的作用;高流速下液流冲刷导致部分具有支撑作用的支撑剂颗粒产出,裂缝在有用应力作用下趋于闭合,导致大流速条件下裂缝导流才能下降。
(2)树立了表征压裂裂缝导流才能随流速动态改变的数学模型(R20.95),耦合嵌入离散裂缝模型和煤层双孔单渗模型,形成了考虑导流才能速敏效应的煤层气活动数值模仿新办法,考虑不同支撑剂粒径、铺砂浓度及有用应力等要素展开的产值动态猜测模仿依据成果得出,速敏效应会显着影响产气作用,需经过操控排采液量以下降速敏效应的晦气影响。
(3)依据物理试验、数值模仿及现场监测数据剖析多种办法,归纳确认直井单层返排液量为20~23m3/d,最大产液量不超越23m3/d,水平井单段压裂参数和改造作用与直井类似时,主张水平井最大产液量不超越(段数×23)m3/d。研讨成果应用于大吉区块深部煤层气水平井返排液量操控,最高产液量由634m3/d遍及操控至230m3/d以下,压裂砂返吐现象显着削减,产气作用显着提高。
