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煤层气分支井产能及优化技术

李娜  
【摘要】: 煤层气是一种新型的清洁能源。开发利用它不仅可以缓解常规油气供应紧张的状况还可以保护大气环境。分支井是目前煤层气增产的有效措施。数值模拟,作为一种定量描述、分析手段,可为分支井开采煤层气提供理论依据和指导方案。 本文基于文献调研,研究了煤层气储层特征和储集、运移和产出机理,在此基础上建立了煤层气直井开采的数学模型、数值模型,并编写了相应的计算程序对数值模型进行求解,分析了影响直井开采煤层气产量的因素。 在此基础上,进一步建立了分支井开采煤层气的数学模型,模型考虑了孔隙度和渗透率的压力敏感性的影响、井筒的摩擦压降和加速压降的影响;并对数学模型进行了差分离散,建立数值模型,分别采用预处理共轭梯度法和循环迭代的方法求解地层压力和井筒压力方程组,并用该算法编写了相应的数值模拟程序。 通过计算,分析了分支井开采煤层气的特征,指出分支井的主支和分支增大了泄气面积,使整个控制区域的储层压力快速、均匀的下降,煤层气解吸扩散的机会增大,大大扩大了被动用的区域,提高了煤层的综合开发潜力,这就是分支井开采煤层气产量提高的原因;分析了吸附时间、等温吸附常数和渗透率等地层参数对分支井产量的影响。 通过计算,得到了优化井身结构参数的依据:随着分支数、分支长度和分支角度的增大,分支井产量也增大,但是参数的增大对产量的贡献变小,所以从经济上讲存在最佳的分支数、分支长度和分支角度;在其他参数相同的条件下,分支交错分布比对称分布效果好。


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