摘要沁水煤层气田位于山西沁水地区，目前进入规模开发阶段。在开发过程中遇到的主要问题是许多煤层气井产量低。为了解决这个问题，现场采取了多种措施，但是收效甚微。本文从煤层气储层中水的分布状态角度出发，从理论上浅析了储层中不同游离水状态对煤层气产量的影响。通过与实际煤层气井显示的表象进行对比，初步揭示了煤层气井低产的主要原因。并根据不同气井的产水量给出了相应的具体解决措施，为这些低产井的排水采气提供了指导性意见和建议。提出了深入研究煤层气储层中水的区域分布对煤层气开发的重要性。
论文关键词：煤层气,低产,原因
目前山西沁水地区的煤层气开发已经进入大规模开采阶段，已经在郑庄区块、里必区块、共计投产411口井，从目前投产井的生产数据来看产量低于500m3/d的气井共计112口井，占总井数的27%。煤层气井的低产严重的影响了开发指标的顺利完成，为了搞清楚煤层气低产的原因，现场技术人员从压裂参数，压裂液返排、压裂施工、排采方式、排采速度、排采控制等多个环节进行了比较全面的分析，并在现场进行了试验，但总的效果并不明显，仅仅二次压裂技术在现场应用中见到了一定的效果。那么，到底是什么因素导致了部分煤层气井的低产呢，为了摸清导致煤层气井低产的关键所在，对目前运行的335口生产井的日报进行从排液制度到煤粉含量等十多项认为能够影响煤层气井产量的因素逐一进行了分析。通过对生产数据的深入分析，我们发现了一个规律，就是在煤层气开采过程中，水量是控制煤层气井产气量的一个重要因素。下面，我们就煤层气井的产水量与产气量的关系对煤层气井低产原因进行一个初探，看看水量对煤层气井产量的影响程度到底有多大。
为了摸清煤层气井在正常生产过程中气产量与水的相互关系，我们对现场正在生产的所有煤层气井的产水量和产气量的数据进行了统计， 统计结果见表1。
表1 部分煤层气井产气量与产水量关系
产水量
m3/d
井数
口
大于1000m3/d井数
口
产水量
m3/d
井数
口
大于1000m3/d井数
口
0.1
22
6
1.2
8
0
0.2
18
5
1.3
6
0
0.3
18
2
1.7-2.2
24
16
0.4
16
2
2.3-2.5
28
5
0.5
13
2
2.6-3.1
34
4
0.6
14
5
3.2-3.5
16
8
0.7
12
2
3.6-4.9
30
5
0.8
4
2
5.0-9.9
40
5
0.9
13
3
1.0
10
1
1.1
9
0
从表1中可以看出，产水量特别少的井，高产井所占的比重比较低，在统计的数据中，每天产水量在0.1-1.2m3/d的气井共计163口井，其中产气量在1000 m3/d以上的气井共计30口井，占18%左右；每天产水量在1.7-2.2m3/d的气井共计24口井，其中产气量在1000 m3/d以上的气井共计16口井，占66%左右；每天产水量在2.3-9.9m3/d的气井共计148口井，其中产气量在1000 m3/d以上的气井共计27口井，占18%左右；
从表1中还可以看出，在不同产水量的情况下都有一些高于1000 m3/d 的气井，从表相数据来看，产气量好似与产水量没有什么对应关系，这到底是什么原因导致的呢，带着这个问题，我们对煤层气与水的关系进行了研究。
2煤层气的产出机理
其实，目前在煤层气的产出机理方面已经进行了大量的研究工作，基本已经了解了煤层气的存储状态和产出机理。目前普遍得到认可的理论就是解析理论。在储层条件下，煤层气分子是吸附在煤层中煤颗粒表面的，以吸附气的形式存在。当煤层中的压力降到其解析压力时，煤层气分子就会脱离煤颗粒的表面而成为游离气。这些游离气通过煤层中的节理、割理、微小裂缝等通道进入井内，通过井筒到达地面。
3影响煤层气井产量的主要因素分析
从客观角度说，影响煤层气井产量的原因主要有三个方面：第一是煤层气的吨煤含量，在其它条件基本一致的情况下，吨煤含量高的区域，产气量相对高；另外一个原因是煤层本身的渗透性和微裂隙之间的相互连通性，连通性好的储层通常能获得较高的产量；第三个影响煤层气井产量的原因就是储层中的水含量。当然了，煤层气井的压裂效果和排采方式也是影响煤层气产量的原因之一，但本文认为并不是主要因素。在这里，关于其它因素对于煤层气吨煤含量的影响已经有许多文章进行了详细的剖析[1]，就不再赘述，本文只叙述储层中的水对于煤层气开采的影响。
从理论上来说，煤层气储层中水的储存形态通常有两种形式，一种是以束缚水的形式存在，另一种是以自由水的形式存在。对于束缚水来说，除了会导致煤层气吨煤含量的些许下降，由于其不可流动，故在煤层气开采过程中不能起到降压作用；在煤层气井降压开采过程中起到关键作用的就是煤层气储层中的自由水。储层中的自由水流入井内后会导致储层内压力下降，当压力降到煤层气解吸压力后，气井才能正常产气。煤层气储层中的自由水来源又有若干种，一种是在成藏过程中就存在的自由水，一种是通过煤层中的裂隙渗进煤层中的自由水，一种是无源自由水，一种是有源自由水。如果我们的生产井正好打在了无源自由水区域，由于储层中的自由水无水源供应，只要排出少量的水，就会迅速在近井地带形成比较大的压降漏斗，使近井地带的储层迅速达到煤层气的解吸压力，达到生产煤层气的条件。从目前生产井的排水量和产气量数据可以看出，有一些井虽然排水量比较少，但产气量比较高，这种类型的井通常就是打在了无源自由水区域；如果生产井正好打在有源自由水区域，在煤层气井排采过程中，由于有水源供水，导致近井地带储层降压速度缓慢，压力漏斗扩展缓慢，不能在比较大的范围内形成解吸压力区域，导致煤层气不能解吸。另外，由于有水源供水，储层中的裂隙始终被水占据，使已经解吸的煤层气也无法通过裂隙通道到达井内。这种类型的井在排采过程中的主要表现为排水量比较大，产气量相对较低。如果在储层中存在有比较大的裂隙，并且具有充足的水源供水，就会导致虽然在不断地进行大量排水，但在近井地带无法有效地建立解吸压降，导致气井无法产气。在生产实践中，大排水量，低产气量或无产气量的气井占有相当的比例。究其原因，就是由于水源供应充足，不能在近井地带建立有效的解吸压降漏斗。
从上述理论就可以分析出影响煤层气井产量的主要原因。
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