李明星，乔慧明，刘凯，吴 军

（山西兰花煤层气有限公司，山西 晋城 048000）

摘  要：煤层气排采中井底压力骤降易导致裂隙闭合、渗透率衰减及气水渗流扰动。围绕这些关键问题，构建以压差为主控变量，协同产气量、产水量与渗透率变化率的多参量调控体系；系统集成调压执行装置、过程监测模块与分层控制逻辑，形成闭环调控框架，并通过典型区块多口井对比试验，对产气、水量、压力波动与渗透特征进行了分析。结果揭示，多参量控压方式在稳定压力场与约束渗流扰动方面具备显著优势。研究为煤层气精细化排采与调控参数优化提供了技术基础。

关键词：煤层气；控压排采；多参量调控；渗透率敏感性

0 引言

煤层气是极具潜力的非常规天然气资源，其开发效率受限于煤储层低渗、强应力敏感等特性。在排采过程中，裂隙系统对压差波动高度敏感，易出现变形闭合、解吸受阻与渗流通道退化等复杂问题。尤其在气水两相共存条件下，压差变化既影响产气过程，也可能诱发储层结构的不可逆破坏。因此，实现压差的精准调控，是提升产能稳定性与保障储层完整性的关键。当前多数研究聚焦于压差与产气关系的定性探讨，普遍采用单变量控制方法，难以反映多物理合系统中的非线性响应机制。缺乏多参量协同调控理论与工程实现路径，制约了控压排采技术的应用深度与建模精度。基于此，本文从煤储层渗流-应力作用机理出发，构建以压差为核心驱动，结合产气量、产水量与渗透率变化率的多参量控制框架；配套设计压控硬件与响应逻辑，形成具备调节、监测与反馈功能的排采工艺系统。依托典型试验区现场测试，评估该技术在渗流稳定与压差扰动抑制方面的调控能力，旨在为煤层气开发提供工程参数与工艺依据。

1 多参量控压排采理论机理

1.1 煤储层渗流伤害机理

煤层气井排采阶段的井底压力突降会打破原有裂隙系统的力学平衡，裂隙面在高压差驱动下产生剪切变形与闭合，造成渗透率急剧减小。煤储层中天然裂隙主导渗流路径，基质孔隙率低，渗透率极小，整体结构非均质。临界压差以上，裂隙法向应力迅速增加，使裂隙面间接触面积扩大，气体通道受阻，产能下降速率随压差增强而显著加快。裂隙剪切滑动过程中，煤体颗粒和胶结物失稳，易在细小裂缝内形成堆积，压缩渗流断面，干扰流态稳定。裂缝长度缩短使水相滞留增多，界面张力上升，抑制甲烷解吸能力，降低气体输导效率。高速流动会扰动裂缝壁面，冲蚀煤质结构，引发非均匀破坏。渗透率受应力作用呈现指数下降特征，变化规律可表示为式（1）。式（1）描述应力控制下渗透率的演化趋势，为控压调控提供理论边界依据。

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