煤层气-水-固三相流动模型与数值模拟研究

• 作者: 张健 朱苏阳 彭小龙 邓鹏
• 来源期刊: 中国海上油气
• 学科: 工学
• 关键词: 煤层气 煤粉运移 数学模型 排采制度 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 钻采工程|DRILLING AND PRODUCTION ENGINEERING
• 页码范围: 117-127
• 页数: 11页
• 分类号: TE311
• 语种: 中文
• DOI: 10.11935/j.issn.1673-1506.2022.01.014

摘要

中-高阶煤岩脆性较强,钻完井、增产及生产过程中易产生煤粉.排水采气过程中,煤粉的运移会堵塞地层并造成埋泵、卡泵事故,导致气井产量大幅度下降.为了探索煤粉在储层中的流动机理,本文分析了煤层气生产过程中煤粉的运移过程,将存在状态分为静煤粉与动煤粉,将运移中的物理过程简化为剥蚀产生、流化启动、悬浮运移、沉降堵塞与聚团生长等5个过程,并基于微乳相模型,建立了考虑煤粉运移的气-液固三相流动数学模型,通过数值模拟方法,分析了控压排采、适度出粉以及快速排采等3种排水策略对生产动态的影响,并结合矿场实例,分析了煤粉运移中各物理过程对煤层气排采的影响.研究结果表明,对于产出煤粉的气井,采用控压连续排采策略最为稳妥;关井可对煤层渗透率带来不可逆的伤害,应尽量缩短修井与关井的时间和次数.本文研究成果可为煤粉运移定量化排采策略研究提供参考.