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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