煤層氣開采過程中儲層壓力變化預測

葛靜濤，白雪靜，陳 龍

（1.中國石化華東分公司非常規指揮部，山西 鄉寧 042100；2.中國石化勝利油田魯明油氣勘探開發有限公司，山東 東營 257022）

煤層氣與常規天然氣的開采過程截然不同。煤層氣的開采一般是通過排出地下水降低儲層壓力，從而使儲層中吸附在煤基質表面的煤層氣解吸出來，解吸出的氣體在壓力差和濃度差的雙重作用下擴散、滲流運移到大的裂隙或井眼中，最終通過井筒采出地面[1]。流體在煤層中的運移規律決定了煤層氣的開采特點，在煤層氣開采中控制儲層壓力變化，隨時了解儲層壓力的變化尤為重要。為此，本文建立了氣、液兩相流在煤層中運移規律的數學物理方程。

1 基本假設條件

1）溶解氣氣量忽略不計；

2）液體是微可壓縮，煤層基質微可壓縮；

3）考慮計算平面兩相徑向流一維模型；

4）在儲層中流體運移過程中熱交換量較少，可忽略；

5）煤層氣解吸過程為瞬時現象。

2 割理系統中的滲流方程

2.1 氣相滲流擴散方程

隨著煤層氣井地下水的不斷采出，煤層中壓力下降至煤層氣解吸壓力以下后，煤層氣從煤中解吸進入割理中，在割理系統中，煤層氣的運移主要遵循菲克擴散定律和達西滲流機制。與此同時，煤基質內部的氣體不斷解吸進入割理系統中，所以割理系統中氣相應滿足式（1）的質量守恒方程[2-4]：

式中

vg——割理中氣體流速，m/d；

Bg——煤層氣的體積系數，小數；

qg——日產氣量，m3/d；

qmd——基質系統與割理系統的氣體交換項，m3/（m3·d）；

Vm——煤基質中吸附氣體的平均含量；……