我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)以高階煤為主,高階煤脆性較大,在鉆井、壓裂工程中以及排采過(guò)程中易破碎產(chǎn)生煤粉。生產(chǎn)過(guò)程中,煤粉被水流搬運(yùn)從而參與流動(dòng)。隨著產(chǎn)水遞減,儲(chǔ)層中煤粉的沉降會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)通道的堵塞,使得煤儲(chǔ)層的滲透率大幅度降低。當(dāng)煤粉進(jìn)入氣井井筒后,井底的煤粉可能使泵吸入口堵塞,造成卡泵、埋泵等事故,使得氣井停產(chǎn)修井。綜述了煤層氣生產(chǎn)過(guò)程中煤粉產(chǎn)生的機(jī)理、運(yùn)移規(guī)律以及目前主要的控粉措施,分別論述了煤粉產(chǎn)生的力學(xué)模型、水動(dòng)力學(xué)模型,在儲(chǔ)層以及井筒中運(yùn)移機(jī)制的研究進(jìn)展,將煤粉的運(yùn)移全過(guò)程總結(jié)為剝蝕產(chǎn)生、流化啟動(dòng)、懸浮運(yùn)移以及沉降堵塞四個(gè)階段。我國(guó)的煤田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,部分含煤盆地的后期改造作用強(qiáng)烈,破碎的煤體加劇了煤粉產(chǎn)出和運(yùn)移問(wèn)題,而煤層氣井的控粉工藝多借鑒油藏防砂技術(shù),尚未形成針對(duì)煤粉特點(diǎn)以及煤層氣排采特征的煤層氣井防粉控粉技術(shù)。 

【文章來(lái)源】：油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā). 2020,10(04)CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

剪切破壞產(chǎn)生煤粉的區(qū)域[10]

在早期，綦耀光等[10]對(duì)單個(gè)靜止煤粉顆粒受力進(jìn)行分析，闡述了煤粉脫落的啟動(dòng)條件。在其假設(shè)方案里，產(chǎn)氣儲(chǔ)層內(nèi)脫落的煤粉顆粒均為球形，堆積方式見(jiàn)圖2，液體的沖刷力Fc、壓力梯度力Fp和煤粉顆粒自身的重力FG是單個(gè)靜止煤粉顆粒在流體中主要受力。根據(jù)巖石力學(xué)，壓力梯度力Fp即為顆粒不同表面微元所受流體壓力的合力，其表達(dá)式為：

當(dāng)氣井開(kāi)始排采時(shí)，裂縫中的煤粉隨著水流有發(fā)生運(yùn)移的趨勢(shì)（煤粉啟動(dòng)），當(dāng)水流速增加時(shí)，此時(shí)水流會(huì)對(duì)孔隙壁面進(jìn)行剝蝕，從而產(chǎn)生新的煤粉[13]（煤粉剝蝕）。煤粉在水流中的運(yùn)移方式較為復(fù)雜，目前主要認(rèn)為存在懸浮運(yùn)移、搬運(yùn)摩擦以及壁面滑移等模式[14]。隨著煤層氣解吸，氣井的產(chǎn)水量開(kāi)始遞減，煤粉由于水動(dòng)力不足而發(fā)生沉降，堵塞煤儲(chǔ)層的流動(dòng)通道（煤粉沉降）。1.2 煤粉運(yùn)移的動(dòng)力學(xué)研究綜述

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮吸附滯后效應(yīng)的煤層氣藏物質(zhì)平衡方程建立及應(yīng)用[J]. 張先敏,馮其紅,張紀(jì)遠(yuǎn),胡秋嘉,樊彬.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(10)
[2]單相水流誘發(fā)裂縫內(nèi)煤粉啟動(dòng)機(jī)理與防控對(duì)策[J]. 皇凡生,康毅力,李相臣,游利軍,許成元.  石油學(xué)報(bào). 2017(08)
[3]煤層氣井有桿排采泵筒煤粉流動(dòng)特征[J]. 劉春花,劉新福,綦耀光.  煤田地質(zhì)與勘探. 2016(06)
[4]單相水流階段煤層裂縫中沉積煤粉的起動(dòng)[J]. 馬飛英,劉全穩(wěn),王林,劉大偉,陳振亞,文發(fā)旺.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]三交區(qū)塊煤層氣井煤粉產(chǎn)出動(dòng)態(tài)規(guī)律及管控措施[J]. 劉升貴,涂坤,彭智高,邵陽(yáng),付裕.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(08)
[6]煤粉顆粒在垂直井筒沉降規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 張芬娜,陳波,李明忠,綦耀光,孟尚志.  石油機(jī)械. 2015(06)
[7]煤層氣排采階段劃分及排采制度制定[J]. 柳迎紅,房茂軍,廖夏.  潔凈煤技術(shù). 2015(03)
[8]煤層氣排采產(chǎn)氣通道適度攜煤粉理論[J]. 張芬娜,李明忠,綦耀光,朱洪迎,孟尚志.  中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[9]煤儲(chǔ)層速敏效應(yīng)對(duì)煤粉產(chǎn)出規(guī)律及產(chǎn)能的影響[J]. 楊延輝,湯達(dá)禎,楊艷磊,陳龍偉,陶樹.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2015(02)
[10]基于流態(tài)物理模擬試驗(yàn)的煤粉排出機(jī)理研究[J]. 李小明,曹代勇,姚征,王孝亮,魏迎春,向曉蕊.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2015(02)

碩士論文
[1]煤層氣水平井井筒煤粉運(yùn)移規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王東營(yíng).中國(guó)石油大學(xué)（北京） 2017
[2]煤層氣井壓裂后煤粉的運(yùn)移規(guī)律研究[D]. 徐鴻濤.西南石油大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3225099