煤粉产出规律研究

管控煤粉产出是煤层气井排采管理中的重要环节,而对煤粉产出规律的把握是煤粉管控的关键因素。近年来,部分学者在煤粉产出规律研究方面不断探索,取得了一些基本认识。张公社等(2011)通过煤储层煤粉运移模拟试验研究指出,排采速度决定了煤粉的产出量以及对煤储层渗透率的伤害程度,而当裂缝较宽时,渗透率伤害较小。张芬娜等(2011)分析了单相流裂隙中煤粉受力情况,指出煤粉颗粒受到重力作用、流体的动力作用和范德华力作用,建立了煤层颗粒在单相流条件下的启动力学模型,分析了煤粉颗粒的启动条件,认为合理地控制排液量可有效地控制煤粉颗粒脱落。陈振宏等(2009)通过对沁水盆地南部煤层气井排采实践的总结得出:①煤粉产出在动液面初次降到煤层附近时是一个相对高峰期,爆发概率高于其他排采时间;②排液速度与煤粉产出有密切关系,排液速度越大,煤粉产出的可能性就越大;③压裂后立即投产的煤层气井,煤粉堆积现象显著,压裂三天后未投产井,几乎全部有煤粉沉积发生。刘升贵等(2011;2012a)通过对沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘近百口煤层气水平井的统计分析,提出了煤层气井煤粉产出颗粒粒径的变化规律,并将其划分为4个阶段。曹立虎等(2012)通过水平井井筒煤粉迁移规律的模拟试验,结果表明水和煤粉呈层流流动,压差与煤粉的迁移速率呈非线性增加关系,煤粉的迁移受限于临界启动压差,当达到一定值时,煤粉的迁移趋于平衡稳定。陈文文等(2014)通过对煤粉进行分离、运移等模拟实验查明了煤粉的运移规律:糜棱煤遇水后容易完全分解成煤粉,是煤层气井产粉的主要来源;粒径小于0.2mm的煤粉产出量随水流速度增大而增加,粒径在0.2～0.3mm的煤粉产出量随水流速度增大无明显变化规律;当煤粉运移介质为气液两相时,煤粉的产出量明显增多,并随着气液比的增大而增大。魏迎春等(2014)通过对煤层气井排采现场的煤粉观察与监测、煤岩煤粉测试和物理模拟试验,从现场实际煤粉产出状况出发,分析了韩城区块煤粉对煤层气井排采的影响和煤粉产出的影响因素,划分了煤层气井煤粉产出的4个阶段,指出了排采初期和产气量快速上升期是煤层气井卡泵的高峰期。