煤層氣井超聲波解堵增產(chǎn)實驗研究.pdf

1、煤層氣井生產(chǎn)過程中,往往會伴隨有煤屑產(chǎn)生,造成井筒積煤屑并導(dǎo)致煤層氣井堵塞,影響煤層氣井的正常生產(chǎn),降低煤層氣的采收率。生產(chǎn)中,可以從改變煤層滲透性和解吸性等方向入手來實現(xiàn)煤層氣的增產(chǎn)。超聲波因其特有的機(jī)械振動和空化等作用機(jī)理兼具解堵和增產(chǎn)煤層氣井的作用效果。
　　 本文針對超聲波促進(jìn)煤層氣解吸和解除煤粉堵塞的作用原理,通過設(shè)計相關(guān)實驗進(jìn)行了深入的研究。利用X射線衍射儀、掃描電鏡、AP-608自動孔滲儀和泥頁巖膨脹儀研究了煤樣的

2、基礎(chǔ)物性,如煤樣礦物成分、微觀孔隙結(jié)構(gòu)和膨脹性等。利用自行設(shè)計的吸附解吸性能評價裝置研究了壓力、溫度、粒徑、含水量和氣體類型等因素對煤樣吸附和解吸特性的影響,并研究了吸附解吸速率隨時間變化的特性。利用超聲波促進(jìn)煤層氣解吸實驗裝置研究了不同參數(shù)超聲波處理及不同超聲波處理方式對煤層氣解吸效果的影響,并在此基礎(chǔ)上分析了超聲波促進(jìn)煤層氣解吸的機(jī)理。此外,通過實驗進(jìn)一步研究了煤樣的速敏效應(yīng),并利用超聲波解堵實驗裝置研究了超聲波解除煤粉堵塞的效果。

3、研究表明,.煤樣主要礦物成分為粘土礦物和方解石等;煤樣孔隙度隨圍壓的增大略有減小,氣測滲透率隨圍壓的增大明顯減小。煤樣遇水膨脹和吸附甲烷的膨脹都是漸變的過程,實驗中的最終膨脹率分別為1.43％和0.245％。解吸存在明顯的滯后現(xiàn)象,二氧化碳、甲烷和氮氣三種氣體解吸滯后程度大小為:二氧化碳＞甲烷＞氮氣;溫度越高,煤對甲烷的吸附性越弱。煤樣中水的存在降低了煤層甲烷的賦存量并抑制了甲烷的解吸,含水煤樣解吸曲線的滯后程度要高于無水煤樣的解吸曲線