秦大鹏1 白 帅2
新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队，新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：建立科学合理的排采制度与管控方法对提高煤层气井开采效率，增强煤层气产能至关重要。库拜煤田是我国重要的煤层气开发区块之一，通过对全区29口煤层气井的生产数据进行统计分析，制定了排水降压期、憋压期、控压提产期、稳产期、产量递减期等5个排采阶段的管控方法。
关键词:煤层气排采；分段管控；排采制度；流压
排采是煤层气井开发的重要环节，煤层气井的产气效果主要受地质条件、钻探和压裂的效果、排采制度及管控方法选取的影响。在煤储层地质条件、钻探和压裂效果确定的情况下，制定合理的排采制度是提高煤层气井产能的关键措施。本文基于库拜煤田煤层气井生产数据，通过对各排采阶段排采特征的分析，提出了相应的排采制度及管控方法，以期为煤层气资源开发提供一定的帮助。
1 库拜煤田区域概况
研究区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70°-85°局部地段直立倒转，断层不发育。
该区含煤岩系主要为侏罗系下统塔里奇克组（J1t），煤层编号由上而下分别为A5、A6、A7、A8、A9-10 、A11、A12号煤层；其中A5、A7、A8、A9-10号煤层为全区主要可采煤层；可采平均总厚4.15米，含煤系数为1.8 %。A6煤层为局部可采，仅在该区东西两端发育；A11、A12煤层在东部有控制，为局部可采。
2.研究区各排采阶段特征及其管控方法
煤层气井的排采应遵循“连续、平稳、缓慢、长期”的原则，尽量减少对储层的伤害，其排采过程一般分为五个阶段：排水降压期、憋压期、控压提产期、稳产期、产量递减期。
2.1排水降压期管控方法
此阶段为从投产到见套压前的阶段，以产水为主。通过抽排煤层水和压裂液，使得煤层压力降至煤解吸压力以下，达到产气的条件。随着生产压差增大，地层供液能力逐步增加，产水量增加，同时，应力敏感效应使储层渗透率逐渐降低。因此，此阶段应让地层尽可能多出水，又应防止排采强度过大，导致储层应力敏感伤害，降低储层渗透率。
这一阶段重点监测井底流压及产水量，优化排采强度，把握地层供液速度与排水速度的匹配关系。管控方法主要通过临界排采强度和经济排采强度确立，当临界排采强度低于经济排采强度时，执行临界排采强度；反之执行经济排采强度。
以研究区有代表性的B-6井为例，随着排采强度的增大，产水量逐渐上升。当排采强度超过24KPa/d后，产水量的增幅减小。故该井的临界排采强度为24KPa/d。该井原始地层压力为7231KPa，研究区地解比一般在88.59%，若按3个月时间见套压，降一稳三的制度，经济排采强度为30KPa/d。
结合该井的技术指标，优选出该井的合理排采强度为30KPa/d。
2.2憋压期管控方法
此阶段为见套压后到放气前的阶段，属于气水两相流初期，地层供气能力较弱，地层敏感，容易造成出煤粉。因此，应采用稳压制度，并通过憋压使套压上涨至要求的范围，实现针对库拜煤田高倾角地层的高套压控制液面生产，库拜煤田压力控制如表1所示。
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憋压后应选择适当的时间与速度进行放气，如果过早放气或放气速度过快易造成渗透率降低、地层堵塞、产气量快速下降等问题。
2.3控压提产期管控方法
放气后进入控压提产阶段，此阶段应控制井底流压降幅，使地面产气量与地下供气量相匹配，促进面积降压形成，采取阶梯式平稳提高产气量方式。
根据研究区各井的提产效果，总结出适合库拜煤田中部煤层气井的提产规律（表2）：
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该阶段应根据地层供气能力确定合理排采强度，跟踪排采效果，把握地下供气量与地面产气量的匹配关系，及时调节排采制度，阶梯式（500m3/d）平稳提高产气量，同时合理控制套压范围，保持一定的液柱高度。在日常排采中，应保障排采连续性；定期监测采出水中煤粉含量，合理安排洗井周期；如调气时应精细控制，最好达到套压10分钟降1kpa，避免流压突降；对比每天的产气量，当气量变化超过200m3/d，分析原因，发现异常及时处理，调整制度。
2.4稳产期管控方法
此阶段以气相为主，压降漏斗在垂向上的加深和平面上的延伸已趋于平稳，排水降压对增大解吸范围的效果已不明显，执行定产生产制度，通过调节冲次和套压控制产气量。在稳产初期流压降幅较大，随着供气能力的增加，流压降幅逐渐减小，并趋于平稳。通过拟合井底流压随时间变化的关系，可以得出井底流压降至废弃井底压力所需的时间，进而求得稳产期的累计产气量。
该阶段在日常排采中，应定期监测产水及泵效，发现异常及时处理，同时保持一定的液柱高度，防止气锁；高产井洗井时应平稳缓慢调节冲次及注水量，避免气量大幅波动。
2.5产量递减期管控方法
当井底流压降至废弃压力（200kpa）后进入产量递减阶段。此阶段地层能量已达到较低水平，为保持一定的井底流压，执行定压生产制度，产气量自然降低，由于局部煤岩仍保持解吸，生产井将保持低产量较长时间，当产气量降到经济极限产量后，气井生产结束。
此阶段可近似为单相气流阶段，地层供液能力极低，自动稳压模式下，流压易稳不住，故需手动调节冲次稳压。亦可执行间抽制度，维持井底流压并节省能耗。
3结论
（1）库拜煤田排水降压期排采强度优化主要依据经济效益和采收率，管控方法主要通过临界排采强度和经济排采强度确立；
（2）憋压期重要参数为临界解吸压力和套压增长速度，排采制度以稳压为主，根据套压增长速度适当调整，实现针对库拜煤田高倾角地层的高套压控制液面生产；
（3）控压提产期应根据地层供气能力确定合理排采强度，把握地下供气量与地面产气量的匹配关系，及时调节排采制度，根据流压及其降幅阶梯式（500m3/d）平稳提高产气量，同时合理控制套压范围，保持一定的液柱高度；
（4）稳产期应维持井底流压，尽量延长稳产时间，实现气井产量及采收率最大化；
（5）产量递减期应执行定压生产制度，当产气量降到经济极限产量后，气井生产结束。
参考文献：
【1】张洲,王生维,王学坚,等. 新疆库拜煤田煤储层物性特征及勘探开发前景[J].煤炭技术2016,35(5):117-119
【2】吴斌,安庆,杜世涛. 新疆库拜煤田煤层气开发利用先导性试验区井型探索[J].中国煤层气,2020,17(1):3-8