新疆煤田地质局一六一煤田勘探队 新疆乌鲁木齐 830009
摘要：煤层气主要以吸附在煤层基质表面的吸附气为主，煤层气排采通过排水采气方法进行，排采制度是否合理影响煤层气井的产气量和服务年限，通过对“新疆库拜煤田拜城煤层气示范工程”部分典型井排采过程的分析和跟踪研究，认为煤层气井排采主要与地质特质、压裂改造情况等相关主控因素综合选择合理的排采制度，区内煤层倾角在65-85°之间，在煤层气排采中井底流压、套压等参数在解吸产气后出现规律的高波动性，并通过排采参数控制来降低波动幅度，探索一套适合库拜煤层气示范区的排采制度。这些排采制度对今后库拜煤层气开发提供很好的示范意义。
关键词：库拜煤田、示范工程、煤层气排采、流压波动性；
煤层气作为非常规能源在全国“煤改气”的大背景下显现出十分重要的地位，新疆2000 米以浅的煤层气资源量约9.51 万亿立方米，占全国煤层气资源总量的26%，库拜煤田煤层气资源丰富，开发条件较好，位于西气东输主干线经过区域煤层气作为后备气源具有很好的开发前景，然而，煤层气排采技术经验和缺乏是制约煤层气大规模开发的主要因素，本文通过“库拜煤田拜城煤层气示范工程项目”（以下简称“示范工程”），区内部分典型井的排采工程过程及特征分析，总结区内煤层气排采制度。
1、示范区概况
示范区位于铁列克矿区东部，A5、A7、A10煤层为区内主力煤层气开采煤层，稳层稳定。地层总体为近东西走向，向南倾斜，倾角一般75°-90°部分地段直立，煤质中变质肥-焦煤，煤层气含气量在7-10m3/t。
示范区内工29口排采井，煤层露头两侧以正向和反向进行层位控制，控制深度在1000米以浅，开发井型以定向井、沿煤层走向水平井、沿煤层倾向水平井，以丛式井台与单井台为开发方式。
2、煤层气排采机理
煤层气是在成煤过程中形成并赋存于煤层中的一种非常规天然气，其在煤层中的赋存状态有三种：吸附态、游离态和溶解态。其中，绝大部分（70%-90%）以吸附态赋存在煤岩基质中，少量以游离态存在于煤的割理和其它孔隙、裂隙中，还有极少量以溶解态存在于煤层水中。煤层气排采工作通过动力提升设备将煤层中储层降低至煤层解吸压力后，吸附在煤层表面的气体开始解吸并随着排采的深入进一步产出，所以煤层气排采可以简要概括为排水降压-解吸-产气这样几个阶段，在排采过程中遵循“缓慢、连续 、稳定、长期”的基本原则，以通过控制流压降幅为基本手段。
3、示范区地质及储层特质
库拜煤田地层区划属塔里木—南疆地层大区（Ⅳ）、塔里木地层区（Ⅳ2）、塔里木地层分区（Ⅳ22）中的拜城地层小区（Ⅳ22—1），其中含煤地层为侏罗系中统（J2）、下统（J1），区内总体构造形态为一向南倾斜的单斜构造，地层总体为近东西走向，向南倾斜，倾角一般65°-85°，断层不发育；含煤岩系主要为中生界侏罗系下统塔里奇克组，塔里奇克组含煤层2—15层，单层煤层层厚为0.09-25.10米，含夹矸0-3层，煤层结构简单至中等，煤层平均总厚28.99米；煤颜色为深黑色，煤芯多为粉沫状至碎块状，煤岩组成以暗煤为主，光泽暗淡，宏观煤岩类型为暗淡煤类，变质阶段多以Ⅳ阶为主，部分煤层为Ⅲ阶，煤种以中变质程度JM为主；煤层气参数井等温吸附试验数据表明的兰氏体积（VL）在14.52-19.07 m3/t之间，平均17.76m3/t；兰氏压力（PL）在2.19-2.7MPa之间，平均2.42Mpa。含气量在8-12 m3/t，气成分中甲烷含量达到90%以上，渗透性系数在0.5mD以下，属于低-中渗透，煤储层压力梯度介于0.78MPa/100m至0.996MPa/100m之间，平均达0.891MPa/100m，且多处于0.91MPa/100m之上，属于近似常压储层为主的地区。
4、典型排采井特征分析
A-1井，该井2016年1月29日投产，初始流压9174kp，开抽3天后出现套压，随着排采时间的推移套压上涨缓慢，分析认为该现象为煤层中游离气比较多，排采5个月后套压迅速上涨确认解吸压力7985kp，气量也随着上涨，日产2500方稳产7个月，后期由于检泵作业后复排气量随之上涨，流压日降幅在1-2kp稳产1800方，累计排采36个月，累计产气150万方，按目前降幅还可排采3年左右气量进入衰减期。
示范区煤层气排采过程中流压、套压、产气周期性等规律性变化，这种变化主要出现在解吸以后，且随着产气量的增加这种现象更明显，以A-1井为例，整日流压规律性波动幅度大、周期短。10分钟一次采集数据点看出波峰和波谷见流压波动幅度在270KPa左右，整日波动13次，未产气前流压平稳缓慢下降，流压出现波动均发生在产气之后，且随着产气量的增加，波动周期缩短，该现象并非特例，区内早期投产6口井中，气量高于2000方的A-2/3/5井均出现上述现象，为了更好观察流压波动情况，减少其他因素影响。我们选择一口井采取定冲次运行，定冲次1.34SPM运行期间，产水量平稳不变。流压仍呈现规律性波动，通过分析认为所以该现象为地层表现，和该地区高倾角地层有关，通过高套压可以有效降低上述波动现象。
5、结论
拜城示范区煤层属于中等变质煤层，地层渗透性中等，地层倾角较大，煤层气排采中游离气含量较高，通过反复放套压操作消除游离气影响，解吸压力较高，临储比较高，产气量较好等特点，大倾角煤层在解吸见套以后流压、套压等参数存在规律性波动，且随着产气量的增加波动有加剧的趋势，分析认为由于煤层高倾角的原因造成来气量存在变化较大，在排采见气后通过把套压控制在1-2Mpa的方法有效的降低上述波动现象，同样也可以有效的降低气管线带出水的现象，降低冬季冻堵事件的发生。
参考文献：
[1] 单斌，新疆库拜煤田煤层气资源勘查中区西部勘探报告[R]. 地质报告，2018
[2] 郭大立，李曙光，等. “煤层气排采工艺技术研究和展望” [J].西南石油大学学报，2012，4（34）
[3] 王学坚，新疆库拜煤田煤层气资源勘查[R]. 地质报告，2017
论文作者:李全
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/16
标签：煤层论文; 煤层气论文; 地层论文; 气量论文; 煤田论文; 倾角论文; 示范区论文; 《建筑细部》2018年第19期论文;