煤岩作为一种有机岩石,其微孔隙发育,具有强烈的吸附特性。煤储层压降传递规律及动态变化与常规油气储层存在本质不同。煤储层压力是煤层内甲烷气解吸以及流体从裂隙流向井筒的能量,煤层气排采过程中,储层压力随着时间和空间的变化而变化。煤储层压力是影响煤层气排采过程中流体运移,储层有效渗透率,有效解吸范围,井间干扰以及多层合排层间干扰的关键因素,对煤层气采收率影响极大。研究排采过程中储层压降传递规律对于认识煤基质内气体的解吸,煤层裂隙系统中地层流体(煤层气、地层水)的运移规律,有效解吸范围的扩展等具有重要的理论意义。同时,掌握排采过程中储层压降规律及其对煤层气产出的影响可为制定井筒液位与井底流体调控制度,维持合理的生产压差,实现煤层气井精细化排采管理,最终实现煤层气的高产、稳产提供理论依据。本文以山西省沁水盆地为例,分析了煤层气排采过程中储层压降传递特征及其对煤层气产出的影响。煤储层压降随着时间和空间均在发生变化。首先,从空间角度介绍了煤储层内发育的天然裂隙系统,包括大裂隙系统(外生节理、气胀节理、内生裂隙)以及微裂隙。外生节理系统构成了煤储层压降传递的主干通道,这些裂缝产状受区域构造地应力控制,次级裂缝为气胀节理,在外生节理及气胀节理周围则分布着大量的内生裂隙。煤岩基质内微裂隙则是连接煤基质内孔隙与内生裂隙系统的桥梁。时间角度,在煤层气井产气和产水变化特征基础上,将不饱和煤层气藏排采划分为产水单相流阶段、产气产水两相流阶段、稳产气阶段以及产气衰减阶段。同时,若考虑储层压力与临界解吸压力的关系,可以将煤层气藏排采划分为产水单相流阶段以及产气阶段。产水单相流阶段,储层压力大于临界解吸压力;产气阶段,储层压力则小于临界解吸压力。其次,分析了煤层气排采中煤储层裂隙系统及煤基质内压降传递过程,提出了储层压降的两种基本传递方式,包括水传递以及气传递,在此基础上,分别建立了煤裂隙系统及煤基质内压降传递概念模型。在储层大裂隙系统内,压降传递以水传递为主;而在煤基质当中,储层压降传递则以气传递为主。排采初期,储层压降传递以水传递为主,而当煤层气排采进入稳产气阶段以后,气传递在压降过程中起着主导作用。此外,从储层压降正演的角度分析总结了压降传递影响因素,认为煤储层压降传递及动态变化主要受储层渗透率、含水性、含气饱和度、煤解吸/吸附特性以及井底流压影响,其中储层大裂隙系统内的压降传递主要与渗透率、含水性以及井底流压相关;而煤基质内的压降传递则主要与含气饱和度及煤解吸/吸附特征相关。第三,在产水单相流阶段压力扰动范围动态变化以及产气阶段气体解吸范围动态变化研究的基础上,建立了不饱和煤层气藏以及饱和煤层气藏储层压降传递数学模型,并以山西沁水盆地典型煤层气开发井为例,分析总结了煤层气排采过程中储层压降在时间与空间上的变化规律。排采边界的确定是平均储层压力计算的前提,因为不同范围内的平均储层压力截然不同。对于不饱和煤层气藏,在产水单相流阶段,平均储层压力随着排采时间的增加呈直线下降;进入产气阶段以后,平均储层压力的变化趋势与井底流压变化趋势十分相似,均表现为先快速下降而后逐渐变慢,而气体解吸半径则表现为先快速增加而后缓慢增加。在空间上,压降梯度在井筒附近最大,并随着与井筒距离的增大而逐渐变小。对于饱和煤层气藏,储层压力在气水两相流阶段下降缓慢,稳产气阶段下降速率变快,进入产气衰减阶段以后,储层压降逐渐变慢。通过本研究所提出储层压降动态模型与现有模型对比,表明本模型计算结果与现有计算模型结果具有良好的拟合关系。最后,综合对储层压降传递过程及其动态变化的分析计算,归纳总结了沁水盆地煤层气井排采中储层压力、气体解吸范围以及含气量动态变化规律。鉴于煤层气排采过程中储层压降传递特征及其对煤层气产出的影响,提出了几点煤层气排采优化建议:一方面煤层气排采前应掌握影响储层压降的地质参数特征,包括裂隙发育程度、储层边界条件、试井参数、临界解吸压力、等温吸附参数、吸附时间、含气饱和度、储层含水性等;另一方面,排采过程中必须严格控制井底流压的下降,遵循不同地质条件下储层压降客观规律,并充分考虑储层压降影响因素之间的联系,减少对储层造成的伤害。煤层气排采过程中储层压降动态变化研究是对煤层气排采控制原理的探索性研究,旨在为制定适应不同地质条件下的煤层气排采精细化调控制度提供理论依据。