考虑解吸作用及相渗影响的煤层气产能模型研究

乔奕炜 彭小龙 朱苏阳 孙晗森

(1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 610500；2.中联煤层气有限责任公司，北京 100011)

1 煤层气的生产特征

煤层气井的生产主要经历了三个阶段，如图1所示，首先是排水降压阶段，通过抽排出煤储层中的水形成一个以井筒为中心的压降漏斗。第一阶段为当煤储层压力下降到临界解吸压力以下时甲烷开始解吸，从吸附态转变为游离态，游离气以扩散的方式进入储层系统，再以渗流的方式进入井筒并开始产气；第二阶段为稳定生产阶段，产气量继续升高待达到最高值后逐渐下降，该阶段产量相对稳定。第三阶段是产量下降阶段，该阶段内产气量呈现下降的趋势。

图1 压降漏斗曲线

与常规气藏一样，现有的煤层气产能方程都是基于煤层气藏的供给压力为储层初始压力的理论基础之上，没有考虑到煤层气藏生产机理的特殊性。如图2，煤层气只有达到临界解吸压力之后才会有气体产出，在气藏压力未降低到临界解吸压力之前，气体不会产出。因此，本文研究认为煤层气藏的供给压力是临界解吸压力，并且压力波在传播到边界压力后，气藏的供给压力会产生不断变化的现象。

图2 煤层气井生产各阶段的边界压力

2 考虑含气饱和度的煤层气井产能模型

2.1 新产能方程的推导

假设地层为水平等厚的均质煤层，气体径向流入井底，流动过程为稳态达西流，流动速度不随时间和空间而改变，考虑含气饱合度随解吸半径变化的影响，不考虑应力敏感性的影响。……