深部煤层气（又称煤岩气）已成为中国天然气增储上产的重要增长极。现场实践发现，深部煤层气井在通井或修井时普遍存在压裂砂返吐现象，造成管柱冲蚀磨损、积砂堵塞、产量下降等，直接影响单井预计最终可采储量。支撑裂缝导流能力变化是影响深部煤层气产气效果和制定合理排液制度的关键，但现有商业模拟器未考虑速敏效应影响，无法刻画排采过程中支撑剂运移导致的导流能力动态变化特征，导致深部煤层气井产量预测精度差，制约EUR准确预测和科学生产制度制定。中石油煤层气有限责任公司闫霞高级专家团队针对以上难题，首先通过岩心实验和颗粒作用分析，探究了铺砂浓度、支撑剂粒径、有效应力等因素对深部煤层支撑裂缝导流能力速敏特征的影响机制，耦合基于实验规律建立的导流能力动态表征模型、嵌入离散裂缝模型及煤层双孔单渗模型，构建了考虑压裂缝导流能力变化影响的煤层气开发动态数值模拟方法，最终确定出合理返排制度及参数阈值，为深部煤层气井合理返排制度和科学生产提供了重要理论依据和方法支撑。相关研究认识刊登在《石油学报》第46卷第12期。
（1）首次发现了深部煤层支撑裂缝导流能力随着液相流速增大呈现先上升后下降的趋势，导流能力峰值对应的流速介于2.5～7.5mL/min，其导流能力变化幅度与支撑剂铺置浓度、粒径和流体黏度正相关，与有效应力负相关。结合核磁共振实验与颗粒受力分析，明确了速敏致效机理：低流速液流冲刷导致无支撑效果的小颗粒支撑剂产出，起到疏通流动通道的作用；高流速下液流冲刷导致部分具有支撑作用的支撑剂颗粒产出，裂缝在有效应力作用下趋于闭合，导致大流速条件下裂缝导流能力降低。
（2）建立了表征压裂裂缝导流能力随流速动态变化的数学模型（R2>0.95），耦合嵌入离散裂缝模型和煤层双孔单渗模型，形成了考虑导流能力速敏效应的煤层气流动数值模拟新方法，考虑不同支撑剂粒径、铺砂浓度及有效应力等因素开展的产量动态预测模拟结果表明，速敏效应会显著影响产气效果，需通过控制排采液量以降低速敏效应的不利影响。
（3）基于物理实验、数值模拟及现场监测数据分析多种方法，综合确定直井单层返排液量为20～23m3/d，最大产液量不超过23m3/d，水平井单段压裂参数和改造效果与直井相似时，建议水平井最大产液量不超过（段数×23）m3/d。研究成果应用于大吉区块深部煤层气水平井返排液量控制，最高产液量由634m3/d普遍控制至230m3/d以下，压裂砂返吐现象明显减少，产气效果显著提升。
论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202512012
