无越流补给含水层对煤层气排采影响的数值模拟

刘 冰，张松航，唐书恒，王鹏飞，翟佳宇，纪朝琪

(1.中国地质大学(北京) 能源学院，北京 100083；2.海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室，北京 100083；3.非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室，北京 100083；4.中联煤层气有限责任公司太原分公司，山西 太原 030000)

中国煤层气资源储量丰富，初步估算可达36.8万亿m3，位居世界第三。截至2019年初，国内煤层气井已累计达到1.8万多口，但地面产气量仅达54亿m3，大量低效井(单口井煤层气产量小于500 m3/d) 的存在降低了煤层气井整体产能[1-2]。分析原因主要是由于我国煤层气开采地质条件普遍复杂，煤层具有低孔渗、低饱和度的特点，在技术上仍存在很多难题，制约了煤层气合理有效的开采[3]。

目前，煤层气的主要开采方式就是排水降压，经过连续排水使煤储层中的压力降低，直到压力低于煤层气的临界解吸压力时，在压差的作用下，气体从煤表面上解吸，发生运移、扩散，最终通过井筒采出地面[4-5]。因而大多数学者认为水文地质条件对煤层气开发效果的影响至关重要。钱凯等[6]研究发现，在煤层气开采过程中，气体的解吸、扩散、渗流以及产出都将受到开采区块地下水的水头变化以及含水层的富水性和导水性能的影响。田永东[7]指出，一些水文地质参数(如煤层的含水性、原始水头和顶底板岩性等)将会通过影响煤层气井的生产条件来控制煤层气井的产能。汪吉林等[8]研究认为，如果在煤层中只是存在一些束缚水和少量的重力水时对煤层气井进行压裂作业，那么压裂增产所产生的压裂缝会沟通储层上方的含水层，这时排水降压过程中所排出的水实际上是含水层中的水。……