大佛寺井田煤层气产出机理及提产机制

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大佛寺井田煤层气井DFS-CO2井生产期间,大佛寺矿40202工作面巷道掘进截断DFS-CO2井的水平分支L3、L5,后续采取截断分支封堵;40202工作面开切眼并进行采煤工作面推进后,该井出现日产气量不降反升现象。通过总结分析前人针对掘进工作面围岩应力分布规律做出的研究成果,建立跷跷板卸压假说及应力模型。依据跷跷板应力模型进行分析解释,在大佛寺煤矿40202工作面推进过程中,该工作面采空区上覆岩层作用于与其连续相接的4#煤上覆岩层,产生跷跷板效应,在工作面推进方向一定区域形成卸压区,该卸压区与DFS-C02井原有降压漏斗形成类井间干扰效应,扩大该井控制面积、增大卸压面积,使该井日产气量有较大幅度上升。根据对大佛寺井田煤层气井排采实践总结分析,发现大佛寺井田大部分煤层气井在井底流压为0.7Mpa左右时,单井日产气量开始较大幅度且连续上升;并且此时井底流压值与朗格缪尔方程计算临界解析压力值、开始产气时沉没度推算临界解析压力值不一致。通过对基于亨利定律、吸附热理论等分析,构建基于微孔单元的“解吸-空化-传质”煤层气产出过程模型;根据此模型分析,表明煤层气甲烷的产出除了克服能量问题,还需要克服微孔喉水阻力,“解吸-空化-传质”便是克服孔喉水阻力过程;当孔喉水耗尽时微孔内煤层气甲烷产出符合朗格缪尔理论,此时大佛寺井田煤层气井日产气量开始较大幅度且连续上升,即大佛寺井田煤储层微孔孔喉水耗尽所需要的表征现象是煤层气井井底流压为0.7Mpa左右。为提升大佛寺井田煤层气井科学、精细化排采,同时将大佛寺井田煤层气井排采阶段划分为:排水降压阶段,“解吸-空化-传质”阶段,兰格缪尔稳产阶段,兰格缪尔衰竭阶段;并通过对压降传递过程及“解吸-空化-传质”过程分析,得知“解吸-空化-传质”过程参与到产气阶段所有进程中。
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