煤炭学报

作者：王勃, 徐凤银, 张傲翔, 王立龙, 王文龙, 李志, 屈争辉, 王硕, 史鸣剑,

关键词：煤层气, 水岩作用, 水力冲洗, 产出水地球化学, 产能控制,

为了阐明煤层气排采过程中的水岩耦合作用机理及对产能的影响，针对实际生产过程中的不同类型产气井，按照相似性原则开展了基于水力冲洗的煤层气排采过程水岩作用模拟试验，对比分析了试验前后产出离子的变化特征，结合实际生产数据，揭示了产出水地球化学特征与产能的响应关系。结果表明：不同的矿化度和流速条件下，水岩作用的反应程度不同，较高的矿化度和较小的流速有利于水岩作用的进行，水岩反应产出溶液的矿化度和pH值均增加，且在矿化度2 000 mg/L，流速0.3 mL/min条件下矿化度增量最大。整体上，Na++K+和Cl–均随着原始溶液矿化度增加而增加；且特定的矿化度和流速范围有利于Ca2+、Mg2+产出；较高的矿化度和流速都会抑制\mathrmHCO_3^- 离子产出，当矿化度和流速超过某一阈值时，\mathrmSO_4^2- 会大量产出。煤层气井的高产受原始矿化度和排采水耦合作用的共同影响，樊庄区块高产井对应的矿化度范围为1 800～2 200 mg/L，多属中、低产水，相应模拟试验条件的水岩作用最强。3号煤层煤层气井产出水的Ca2+浓度和产气量呈现良好的正相关性，但不同产水−产气模式下Ca2+的产能响应机制不同。高产水中产气模式中Ca2+产出主要受底板砂岩含水层水岩作用影响，低产水高产气模式中Ca2+产出主要受煤中方解石溶解影响。

来源：2025年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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