浅谈勘探开发中煤储层损害机理及保护措施

贺寅莎 刘昕 叶超

【摘要】煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常规天然气，主要成分为甲烷在煤矿中又俗称瓦斯。我国煤层储层具有低渗透率、低压力和低含水饱和度的三低特点。煤层气的吸附保存方式和煤层裂隙的特殊性决定了煤层气在钻完井、开采过程中首先要解决保护煤储层，以免伤害储层，其次要最大限度地扩大解吸范围，才能实现经济开采煤层气资源。本文首先对煤层气储层特征进行了的介绍，然后根据煤储层的特点列出了煤层气勘探开发过程中对储层造成的各种伤害，最后提出了一系列保护煤储层的措施。

【关键词】煤层气 储层 损害 保护

煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常规天然气，主要成分为甲烷（含量95%～98%），故称之为煤层甲烷，在煤矿中又俗称瓦斯。虽然我国煤层气资源丰富，占世界第三位，但与美国相比，我国的煤层储层具有明显不同的特征，低渗透率、低压力和低含水饱和度的三低现象，地层压力梯度为0.8～1.0Mpa/100m孔隙度平均为1～10 % 且大部分孔隙不能相互連通而成为无效孔隙。煤层气的吸附保存方式和煤层裂隙的特殊性就决定了煤层气在钻完井、开采过程中首先要解决保护煤层气储层，以免伤害储层，其次要最大限度地扩大解吸范围，才能实现经济开采煤层气资源。因为以上种种原因，对勘探开发过程中对储层保护提出了更高的要求，必须最大程度的降低储层伤害。本文对储层特性进行分析，指出在煤层气勘探开发过程中造成的主要伤害，并针对这些伤害提出新的勘探开发技术。

1 煤层气储层特征及损害机理

煤层既是气源岩，又是储集岩。其具有独特物理、化学及岩石力学性质。因此必须充分认识这些特征，在勘探开发过程中才能更好的保护储层减少伤害。

1.1 煤层损害机理

煤层损害通常是由于固体微粒的运移和堵塞；化学反应和热动力因素等。

1.1.1 微粒运移、粘土膨胀造成的储层损害

微粒运移、粘土膨胀造成的储层损害膨胀微粒的运移、粘土膨胀是导致地层渗透率降低的最主要原因。煤吸收液体和气体导致储层孔隙率和渗透率大幅度降低，并且此过程基本是不可逆的。

1.1.2 外来流体与储层岩石、储层流体不配伍所造成的损害

外来流体与储层岩石及流体不配伍将引起酸敏、碱敏损害及无机构堵塞，引起气产量下降。

1.1.3 水锁损害

煤层裂隙是地层中流体流动的基本空间，但由于天然裂缝内径很小，当外来流体侵入裂隙通道后，会将通道中原有的气推向储层深部，并在气水界面形成一个凹向水相的弯液面。由于表面张力（毛细管压力）。若储层能量不足以克服这附加的毛细管压力，气就不能将水段塞驱开而流向井筒，从而形成水锁损害，导致气层渗透率下降。

2 煤层气勘探、开发造成的伤害

由于我国的煤储层具有三低的特点，且煤层气的吸附保存方式和煤层裂隙的特殊性就决定了煤层气在钻完井、开采过程中必须要保护煤层气储层，以免其受到伤害。首先必须认识到各种工程作业对煤储层造成了那些伤害，如表1。

3 保护煤储层措施

现场实际生产过程中，保护煤储层措施，如表2。

4 结论及认识

（1）煤层气储层与常规天然气储层有着不同的结构特性，这些特性决定了人们在勘探、开发煤层气时不能够照搬常规天然气的开发模式，必须根据其特性制定出一套适合煤层气开发的规范。

（2）目前对煤层气勘探开发过程中对储层的损害机理还不够完善，应该尽快对煤储层的损害机理进行进一步研究，为储层保护提供依据。

（3）在煤层气钻井工程中选用合适的钻井工艺及钻井液，减少对储层的污染。大力发展欠平衡钻井技术与定向羽状水平井技术。

（4）在固井过程中选用合适的压裂液及适当采用双级注水泥技术，降低固相含量以减少对储层孔隙、裂隙的污染。

（5）控制煤层气井排采制度，采用分级降低煤层气井的井底流压，延长较高流压时间使降压漏斗得到充分的扩展。

（6）选择压裂液时选用低浓度的稠化剂及高浓度的破胶剂。

参考文献

[1] 赵群，王红岩，李景明，等.快速排采对低渗透煤层气井产能伤害的机理研究.山东科技大学学报，2008

[2] 王忠勤.煤层气储层保护技术研究.中国煤田地质，2001，13（3）