煤层气生产动态特征分析

王国华崔德广

摘要：由于煤层地质条件的差异以及储层的非均质性影响，同一区块的煤层气井生产情况也会各有差异。从区域上分析煤层气井的生产特征及规律，有利于了解本区煤层气井高产主控的因素，指导后期开发部署及工艺方案的优化。

关键词：产气量；正相关性；流体势；临储比；层系组合

Theanalysisofcoalbedmethaneproductiondynamiccharacteristics

(No.156CoalfieldGeologicalExplorationTeamofXinjiangCoalfieldGeologyBureau,Urumqi830009)

Abstract:BecauseofthedifferentGeologicalconditionsofcoalseamandtheheterogeneousinfluenceofreservoir,theproductionofcoalseamandgaswellinthesameareawillbedifferent.Itishelpfultounderstandthefactorsofhighyieldandmaincontrolofcoalseamgaswellfromregionalanalysis,andguidethedevelopmentanddeploymentofcoalseamgaswellandtheoptimizationofprocessplan.

阜康白杨河矿区煤炭资源丰富，煤变质程度中等，煤层气含量高，同时，煤储层物性较好，有利于煤层气的赋存和开发。

示范区主要含煤地层为八道湾组下段(J1b1)和八道湾组中段(J1b2)。开发的3套主力煤层39#、41#、42#全部位于八道湾组下段。由于煤层地质条件的差异以及储层的非均质性影响，同一区块的煤层气井生产情况也会各有差异。从区域上分析煤层气井的生产特征及规律，有利于了解本区煤层气井高产主控的因素，指导后期开发部署及工艺方案的优化。

一、示范区生产特征

为分析示范区的生产特征与产气分布规律，将从本区的产气、产水规律，以及与煤层构造、煤层厚度、流体势、层系组合等方面关系入手，深入研究本示范区煤层气井的高产主控因素。

1、产气量与构造的关系

从示范区煤层气井2015年10月31日的产气现状与构造关系叠合图可以看出（见图1），示范区西部部署的两排煤层气井，构造深部位井的产气效果要好于浅部位的井；示范区东部部署了三排煤层气井，构造中部的井产气效果最好，深部位井的产气效果次之，而浅部井的产气效果最差。总体来看，目前示范区全区浅部位井的产气效果都不理想，可能与浅部的井离火烧区较近，瓦斯风化带较深，浅部井的含气性较差等因素有关。

图1示范区煤层气井产气现状与构造关系图

2、产气量与煤层厚度的关系

从示范区煤层气井产气现状与3套主力煤层厚度的叠合关系图可以看出（见图2），示范区煤层气井产气量与39#、42#煤层厚度大体上呈正相关性，即煤层厚度大的区域产气量高，而与41#煤层厚度的相关性不明显。

a.示范区煤层气井产气量与39#煤层厚度关系图

b.示范区煤层气井产气量与41#煤层厚度关系图

c.示范区煤层气井产气量与42#煤层厚度关系图

图2示范区煤层气井产气量与厚度关系图

3、产气量与流体势的关系

从储层流体势的分布图可以看出，示范区流体势总体上呈东西两边高，中间转折部位低的特点。另外，从示范区煤层气井产气现状与储层流体势的叠合图可以看出（见图3），大体而言，本区流体势相对较高部位井的产气效果比较好，而在流体势低部位的井，产气效果都不太好，甚至不产气。分析认为，地层流体流动的趋势是从流体势高的地方向流体势低的地方流动，高势区的井容易降压，因此产气效果好，而低势区的井不容易降压，因此产气效果不好。

图3示范区煤层气井产气量与流体势关系图

4、产气量随井底压力的变化关系

煤层气的产出机理是通过排水降压促使煤层气从煤层解吸，经过煤储层的渗流通道流动产出，通常而言，煤层气井从产气量与井底压力呈负相关性，即井底压力越低，井从产气量越高。从示范区煤层气井产气情况随井底压力的变化关系图可以看出（见图4），总体上，随着时间推移，区域内井底流压降低范围的逐渐扩大，产气井数逐渐增多，产气范围从原先的小井网周围逐渐扩大至全区范围。但同时，从图中也可看出，位于构造浅部的井，尽管井底压力也随着时间推移在不断降低，但是浅部井的产气效果并不理想，并没有出现像较深部位区域那样产气井逐渐增多，产气量逐渐上升的情况，这进一步说明浅部位井的含气性较差。

图4示范区煤层气井产气量随井底压力变化关系图

5、产气量与临储比的关系

临储比是反映煤层气富集程度与保存情况以及储层压力情况的参数，通常与井的产气量有较好的正相关性。从示范区煤层气井产气现状与临储比的叠合图可以看出（见图5），本区总体上处于临储比高值区域的煤层气井产气效果较好，而处于临储比低值区域的井产气效果不大理想。本示范区煤层气井临储比在0.125-0.829之间，低于0.5的约占64%，总体偏低，可能会对区块的长期高产稳产造成一定的影响。

图5示范区煤层气井产气量与临储比关系图

6、产气量与层系组合的关系

层系的组合对煤层气井的产量影响较大。从开发的角度来说，合层开采的各产层必须属于同一个压力系统，具有相近的储层物性，才能合采开采，否则就会因层间差异产生层间干扰。从示范区3套煤层的气藏地质特征参数看，39#、41#、42#煤层储层物性，特别是渗透性差异较大，合采开采可能会产生层间干扰。由于没有更多的数据，也没有开展合层开采产出剖面测试，是否有层间干扰暂时无法证实，对于何种层系组合最产量最为有利，暂且只能通过统计数据进行分析判断。

通过对示范区煤层气井生产层位的统计，本区主要以39#+41#+42#三层合采为主，约占所有开发井数的74%，其次为41#+42#，所占比例为11%，再次为单采42#煤层，井数比例为9%，再其次为39#+41#合采，最后为合采42#+44#。见图6。

图6示范区煤层气井产气量与层系组合关系图

从示范区煤层气井产气现状与层系组合关系图、不同生产层位产气分布图和对不同层系组合见气情况与平均产气量的统计表可以看出（见图7、图8和表1），3层合采的见气率虽然不是最高，但是其1000m3/d以上的中高产井数最多，单井平均产气量也最高；41#+42#合采井的单井平均产气量其次，单采42#煤层的井效果也可以，见气率达到100%，产气井平均单井产气量为453m3/d，处于不同层系组合的居中水平。

图7示范区煤层气井产气量与层系组合关系图

图8不同层位产气分布统计图

表1不同生产层位见气与产气情况统计表

二、结语

通过从产气产水与构造的关系、与煤层厚度的关系、与流体势的关系、与井底压力的关系、与临储比的关系以及与层系组合的关系等不同方面对示范区生产特征情况的分析，可以总结出以下几点：

（1）示范区煤层气井产气量受构造控制的影响，构造深部位井的产气效果要好于构造浅部的井，可能由于浅部井受到了火烧区和瓦斯风化带的影响含气性较差，导致产气效果较差。

（2）示范区煤层气井的产水量分布情况与流体势的分布规律相吻合，说明其受构造与储层压力的综合影响。

（3）煤层厚度对产气量有影响，基本呈正相关性，而厚度与产水量的相关性不大。

（4）产气量与临储比呈正相关性，与井底压力呈负相关性，本示范区浅部的井临储比低，产气量随井底压力降低没有明显上升，产气范围也未见明显扩大，也证实了本区浅部井的含气性较差。

（5）从目前数据统计情况看，3层合采效果最好，41#+42#合采次之，再次为单采42#煤层。