煤粉问题在煤层气开发中日益凸显,合理控制煤粉运移与产出,是煤层气井稳产、高产的关键.目前对于保德区块煤粉运移产出规律认识不清,制约了本区部分井煤层气高效开发.基于上述问题,借助煤粉驱替物理模拟实验,探究不同地质与工程条件下煤粉产出特征,并阐明地层水流速、矿化度、气水比、有效应力等因素对其控制作用.研究表明,排水阶段较小的流速下产出煤粉量极少,裂缝中煤粉发生运移但是堆积在出口处,形成煤粉"滤饼";当超过临界流速后,煤粉大量产出,较大幅度的压力波动能将出口处堵塞的煤粉冲出.地层水矿化度越大,携带煤粉运移能力越强;单气相流动无法有效驱替煤粉运移产出,50∶50气水比的两相流具有更强的携带煤粉的能力.随着加载在煤岩上的有效应力增加,产出液中煤粉的质量浓度不断下降,且出口端的憋压压力具有相同的下降趋势,但驱替压差在不断增加.研究结果为现场开展煤粉防治措施提供数据和理论基础.
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