煤层气水平井井筒煤粉迁移规律试验研究

崔金榜¹，李沛²，马东民^2,3，李智²，张渴²，孟凡圆⁴

1. 中国石油华北油田公司2. 西安科技大学地质与环境学院3. 国家能源煤与煤层气共采技术重点试验室4. 中国石油大学(北京)煤层气研究中心

摘 要：为研究煤层气水平井井筒煤粉迁移特征及规律,有效控制煤粉产出,开展了多相流驱替状态下的水平圆管煤粉迁移物理模拟试验。通过调节流量、控制压差的方式,分析了不同粒径大小的煤粉在不同圆管倾角下的迁移特征及规律。结果表明:生产条件下井筒流态以紊流为主,应重点研究了雷诺数为4 000~6 000下的流态;两相流煤粉迁移模式为滑动、滚动、层移和悬移,三相流煤粉迁移主要受不同流型的影响;煤粉迁移模型表明煤粉迁移制约因素主要有流量、流型(气液比)、煤粉粒径、管道倾角和压差。综上认为,钻井阶段选择合适造斜点,控制井斜角变化;考虑煤粉性质及排采阶段变化,适时调整排水强度和井底压降,有效控制井筒流态,可保证井筒内煤粉适度产出。

关键词：煤层气;水平井;圆管;煤粉;物理模拟;两相流;三相流;