第一章：煤层气井生产特征
1.1 煤层气的概念
煤层气又称煤层甲烷气，煤炭工业称之为煤层瓦斯，是在成 煤过程中形成并赋存于煤层中的一种非常规的天然气。这种天然 气大部分（70%-90%）以吸附状态赋存在煤岩基质中，少量成游离 状态存在于煤的割理和其它孔隙、裂隙中，还有少许溶解在煤层 水中。
煤的吸附性导致煤层气成藏机制和开发技术与常井的生产过程
1.3.2 煤层气井生产阶段
中期稳定生产阶段：随着排 水的继续，产气量逐渐上升并趋 于稳定，出现高峰产气，产水量 则逐渐下降。该阶段持续时间的 长短取决于煤层气资源丰度（主 要由煤层厚度和含气量控制）， 以及储层的渗透性。
第一章：煤层气井生产特征
1.3 煤层气井的生产过程
1.3.1 煤层气的产出过程
第二阶段：非饱和的单相 流阶段。当煤储层压力进一步 下降，有一定数量的煤层气从 煤基质块微孔隙表面解吸，开 始形成气泡，阻碍水的流动， 水的相对渗透率下降，但气体 不能流动。
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1.3 煤层气井的生产过程
1.3.1 煤层气的产出过程
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1.3 煤层气井的生产过程
1.3.1 煤层气的产出过程
根据煤层气储层流体的地下 流动，可将煤层气的产出过程分 为三个阶段：
第一阶段：单相流阶段。随 着井筒附近地层压力降低，首先 只有水产出，因为压力降低较小， 煤层气尚未开始解吸，井筒附近 只有单相流动。
第一章：煤层气井生产特征
当煤储层的出水量和煤层气井井口产水量相平衡时,形成稳定的压力 降落漏斗,降落漏斗不再继续延伸和扩大,煤储层各点压力也就不能 进一步降低，解吸停止,煤层气井采气也就终止。
随着排采的进行，围岩中压力梯度逐渐大于煤层中的压力梯 度，压力传递轨迹从煤层过渡到围岩中，压力将仅在围岩中 传递，开始排采围岩中的水，此时，煤层中压力几乎不再发 生变化。
1.3 煤层气井的生产过程
1.3.2 煤层气井生产阶段
后期气产量下降阶段：当大 量气体已经采出，煤基质中解 吸的气体开始逐渐减少，尽管 排水作业仍在继续，产气量下 降，产出少量或微量水。该阶 段延长的时间较长，可以在10 年以上。
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1.4 煤层气井产量的影响因素
与煤层气开采有关的因素很多,主要有： 地质因素：煤层厚度、含气量、煤的种类、煤的沉积方式和分布
第三阶段：气、水两相流阶段。随 着煤储层压力进一步降低，有更多的煤 层气解吸出来，并扩散到煤中裂隙系统 中。此时，水中含气已经达到饱和，气 泡互相连接，形成连续流动，气的相对 渗透率大于零。随着储层压力下降和水 饱和度降低，水的相对渗透率不断减小， 气的相对渗透率逐渐增大，气产量也随 之增加。在这一阶段，在煤中裂隙系统 中形成气、水两相达西流动。
第一章：煤层气井生产特征
1.2 煤层气井的采气机理
煤层气井的生产是通过抽排煤储层中的承压水，使得煤层压 力降至煤的解吸压力以下，吸附态的甲烷解吸为大量游离态甲烷， 并通过扩散和流动两种不同的机制运移到井筒。
从煤表面解吸 通过煤基质和微孔隙扩散 通过割理系统的达西流动
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1.2 煤层气井的采气机理
井底流压的影响：井底流压是反映产气量渗流压力特征的参数,制定合理 的排采制度和进行精细的排采控制应该以井底流压为依据。较低的井底流 压, 有利于增加气的解吸速度和解吸气体量。
方式、煤层压力和解吸压力等； 完井方式：不同地质条件下的煤层气井完井方式不同； 渗透性能：渗透率是决定煤层气单井产量的关键因素之一； 开采方式：主要是排采设备的选择。
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1.5 影响煤层气井排采效果的主要因素
非连续性排采的影响:煤层气井的排采生产应连续进行, 使液面与地层压 力持续平稳的下降。如果因关井、卡泵、修井等造成排采终止, 给排采效 果带来的影响表现在:(1) 地层压力回升, 使甲烷在煤层中被重新吸附； (2) 裂隙容易被水再次充填，阻碍气流；(3) 回压造成压力波及的距离受 限,降压漏斗难以有效扩展，恢复排采后需要很长时间排水, 气产量才能 上升到停排前的状态。（4）贾敏效应和速敏效应
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1.3 煤层气井的生产过程
1.3.2 煤层气井生产阶段 煤层气井的生产排采是一个长时间排水降压采气过程，煤层气单井
生产年限一般为15~20年。从煤层气井生产过程中气、水产量的变化特 征可把生产分为三个阶段：
早期排水降压阶段：主要产水，随 着压力降到临界解吸压力以下，气 体开始解吸，并从井口产出。这一 阶段所需的时间取决于井点所处的 构造位置、储层特征、地层含水性、 排水速度等因素，持续时间可能是 几天或数月。
开采过程之中会有煤粉卡泵、会出现煤桥造成气量下降、还会出现 烧泵现象等等，很多。
套管
oil zone
一开 表层套管
二开
中间套管
(技术套管)
煤层气井一般都是排水 降压生产，即油管排水 套管产气。
三开 生产套管
(油层套管)
目录
第一章 煤层气井生产特征 第二章 国内外煤层气井排采设备研究 第三章 煤层气井排采设备分析 第四章 煤层气井排水采气方式优化设计
煤层气井排水采气技术
煤层气井排水采气技术
排采系排水采气的简称，即利用机械举升设备（主要就是用排采设 备下到指定煤层进行排水采气，一般有螺杆泵、管式泵、电潜泵 等），将井筒内的水举升到地面，逐步降低井底流压。随着井底流 压降低，逐渐形成压降漏斗并逐步向外扩展，进而逐步降低煤层的 储层压力，迫使吸附在煤基质孔隙内表面的煤层气被解吸，然后通 过基质孔隙的渗流和扩散到天然裂隙，煤层气再从裂隙中渗流到井 筒，从而被采出。
煤层气井采气前,井中液面高度为地下水头高度,此时井筒与储层之 间不存在压力差,地下水系统基本平衡,属于稳定流态；
当煤层气井开始排采后,井筒中液面下降,井筒与煤储层之间形成压 力差,地下水从压力高的地方流向压力低的地方,地下水就源源不断 地流向井筒中,使得煤储层中的压力不断下降,并逐渐向远方扩展,最 终在以井筒为中心的煤储层段形成一个地下水头压降漏斗,随着抽水 的延续该压降漏斗不断扩大和加深；