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第1章 煤层气藏表征1

1.1 煤层气藏形成与资源分布3

1.1.1 煤层气藏形成条件3

1.1.2 煤层气资源分布5

1.2 煤的微观结构特征5

1.2.1 煤岩孔隙5

1.2.2 煤岩裂隙7

1.2.3 表征煤岩微观结构的低温静态容量法10

1.3 地层压力与气藏温度17

1.3.1 地层温度17

1.3.2 地层压力17

1.4 煤岩渗透率及其影响因素18

1.4.1 Klinkenberg效应19

1.4.2 煤岩的应力敏感性19

1.4.3 基质收缩效应21

1.5 煤的相对渗透率曲线23

第2章 煤层气藏流场分析26

2.1 煤层气藏水文地质评价26

2.1.1 煤层水的水化学特征26

2.1.2 水动力（或流体）的控气作用机理27

2.1.3 古水文地质旋回对煤层气富集的影响31

2.1.4 水文地质条件对煤层气开发的影响32

2.2 煤层气的赋存状态与表征36

2.2.1 游离状态甲烷的状态方程36

2.2.2 甲烷在水中的溶解38

2.2.3 基于吸附势理论的甲烷吸附39

2.3 煤层中气体运移机理41

2.3.1 甲烷的解吸41

2.3.2 扩散特征42

2.3.3 渗流特征43

第3章 煤层气完井理论及实践45

3.1 完井方式的选择45

3.1.1 低渗煤层46

3.1.2 致密煤层47

3.2 裸眼完井工艺48

3.2.1 单层裸眼完井48

3.2.2 多层裸眼完井48

3.3 裸眼洞穴完井工艺49

3.3.1 基本原理49

3.3.2 应用实例51

3.4 套管完井工艺与射孔方式53

3.4.1 套管完井适用条件53

3.4.2 水力喷砂射孔54

3.4.3 聚能射孔枪射孔55

3.5 多煤层套管完井压裂工艺56

3.5.1 投球式压裂56

3.5.2 桥塞射孔压裂58

3.5.3 间接压裂58

3.5.4 连续油管作业60

3.6 U型井完井工艺62

3.7 多分支水平井工艺62

3.7.1 分支井的井级62

3.7.2 多分支水平井工艺在煤层气井中的应用63

第4章 煤层气藏动态评价与水侵计算65

4.1 煤层气物质平衡方程65

4.1.1 物质平衡方程推导65

4.1.2 物质平衡方程的简化67

4.1.3 地层压力计算70

4.2 煤层气藏的水侵模型72

4.2.1 平面径向流水侵模型74

4.2.2 平面线性流水侵模型80

4.2.3 垂向水侵模型81

4.2.4 计算步骤总结82

4.2.5 计算实例82

第5章 煤层气井动态评价85

5.1 拟压力和物质平衡拟时间86

5.1.1 拟压力定义86

5.1.2 物质平衡拟时间88

5.2 煤层气井的产量图版拟合分析89

5.2.1 Agarwal-Gardner典型曲线图版制作原理90

5.2.2 典型曲线图版使用步骤93

5.3 煤层气井的流动物质平衡方程94

5.3.1 产纯水阶段的流动物质平衡方程95

5.3.2 产纯气阶段的流动物质平衡方程96

5.3.3 气水两相同产阶段的流动物质平衡方程97

5.3.4 流动物质平衡法（FMB）计算步骤98

5.4 煤层气井的渗流方程与物质平衡法联解分析99

5.4.1 气井生产历史拟合与预测99

5.4.2 相对渗透率曲线计算101

5.5 煤层气井的经验产能方程103

5.5.1 Vogel方程103

5.5.2 Fetkovich方程105

第6章 煤层气排采工艺107

6.1 煤层气排采方式107

6.1.1 煤层气排采特点107

6.1.2 排采强度的影响108

6.1.3 井群开发井间干扰108

6.2 气举排采工艺109

6.2.1 气举排采原理109

6.2.2 气举井生产分析110

6.3 电潜泵排采工艺113

6.3.1 电潜泵排采工艺特点113

6.3.2 电潜泵装置的组成114

6.3.3 电潜泵排采参数计算118

6.3.4 电潜泵排采工艺问题处理119

6.3.5 电潜泵技术发展121

6.4 螺杆泵排采工艺122

6.4.1 螺杆泵工作原理122

6.4.2 主要技术参数123

6.4.3 螺杆泵生产管理124

6.5 排水采气工艺方法选择126

第7章 抽油机排采工艺及实践128

7.1 有杆排采系统概述128

7.1.1 有杆排采系统组成及工作原理128

7.1.2 游梁式抽油机129

7.1.3 抽油杆柱系统136

7.1.4 抽油泵137

7.2 悬点载荷及泵效计算139

7.2.1 抽油机悬点运动规律139

7.2.2 抽油机悬点载荷计算143

7.2.3 泵效及计算145

7.3 有杆排采系统效率150

7.3.1 定义与系统效率分解151

7.3.2 系统效率简便测试和计算153

7.3.3 系统效率的提高153

7.4 有杆泵生产系统优化设计及工况诊断156

7.4.1 有杆排采生产系统优化设计156

7.4.2 排水井工况诊断158

7.4.3 游梁式抽油机的适应性163

第8章 煤粉产出机理及防治164

8.1 煤粉形成及产出机理165

8.1.1 煤粉类型及影响165

8.1.2 原生煤粉的形成机理166

8.1.3 次生煤粉的形成机理169

8.1.4 煤粉运移过程中的堵塞173

8.2 煤粉产出阶段及特征174

8.2.1 煤粉产出量的表征174

8.2.2 井筒携煤粉规律177

8.2.3 煤层气直井煤粉产出规律179

8.2.4 煤层气水平井煤粉产出规律181

8.3 煤粉防治工艺182

8.3.1 射孔工艺防治煤粉182

8.3.2 压裂工艺防治煤粉183

8.3.3 排采工艺防治煤粉184

第9章 煤层气开采过程中的污水处理186

9.1 煤层气井的产水量186

9.1.1 初始水产量187

9.1.2 产水量的递减特征188

9.2 污水处理的环保法规189

9.2.1 北美地区煤层水排放的水质要求189

9.2.2 Warrior盆地的环保法规191

9.2.3 中国的环保法规192

9.3 污水处理方式194

9.3.1 污水直接排入河流195

9.3.2 污水回注地层198

9.3.3 煤层气采出水综合利用处理方案199

参考文献205