12月中旬，山西煤层气分公司技术人员在“3亿方开发调整项目”25口L型水平新井投产现场，部署采用华北油田自主研发的“疏导式定量排采控制技术”准备工作。这是继去年55口L型水平井应用这项“独门利器”，取得达产时间由平均320天降到240天，单井日产相比周围老井有较大幅度提升的良好成效后，又一次技术应用。而这项提速提效生产的技术，是由该分公司煤层气开采先导实验基地以实验室研究及现场先导实验为依据创新形成的。
　　华北油田已在煤层气所有在建区块采用“疏导式定量排采控制技术”。尤其是生产主力樊庄区块、郑庄区块已实现规模推广，达产时间平均缩短 80天，排采时效提高8个百分点，单井日产较之以往提高一倍以上，有力支撑煤层气提质增效发展。

强化基础研究，

找寻破题之道

众所周知，煤层气的开采机理是排水降压，甲烷解吸产气。因此，排采控制是煤层气产出的最后一个关键阶段。
　　在传统的“缓慢、长期、持续、稳定”排采理念指导下，樊庄区块虽然取得了较好的效果，但是在沁南、夏店、郑庄等区块大规模开发中并未有效地提升产量、释放产能。
　　一个显而易见的问题摆在研究人员面前：对于复杂的煤层气地质构造，“一招鲜”不可能百试百灵。只有通过技术创新方可破题解困。因此，采取不同于传统排采理念的差异化控制技术——也就是“如何利用高压改善储层物性并加快排采速度，释放煤层气潜能”，成为煤层气先导实验基地的一个重要攻关课题。
　　研究人员首先系统研究传统排采理念，发现多数文献均基于煤岩应力敏感性特性，认为快速降压会导致井筒周边煤岩渗透率快速下降，进而造成产气量下降。这一理论认识对20世纪90年代我国境内煤层气开发井大多呈现产
气高峰后产量快速下降的现象提供了一个可能的解释。后续大多数研究者利用数值模拟技术在这一领域进行大量研究，逐渐巩固了煤层气排采降压需要“缓慢、长期”的认识。
　　继而，研究人员再次详细分析这些文献资料，认识到利用数值模拟进行的理论模型计算及分析，忽略了慢速降压带来的排采降压时间延长所造成的影响。虽然慢速降压排采后得到更大的波及体积，但是并不意味着可以获得更高的平均日产气量。如果采取快速排采，是否能够提高单井产量？

冲破思想藩篱，

技术创新解难题

思路一变天地宽。研究人员打破固有思路，开始快速开展排采相关领域的新一轮研究。以往，理论模型计算大多是基于压降漏斗以井筒为圆点，放射性向四周扩散的井筒模型。而实际生产时，煤层气井均需要进行压裂，压裂后的渗流模型与理论
模型完全不同，模拟计算结果会有偏差，造成煤层气井前期产气量快速下降。为此，研究人员重新分析沁水盆地南部区块煤层气开发井资料，发现由于煤粉产出对排采设备堵塞而造成频繁停泵，致使排采不连续是最重要的影响因素，而排水期的降压速率快慢造成的影响则不明确。
　　为了检验理论分析正确与否，实验基地随即安排了室内及现场实验同时研究。在股份公司及国家专项对实验基地投资购置先进实验设备的基础上，精心规划设计了地层条件下煤岩降压解吸模拟实验，分析比较相同流体饱和顺序条件下（先饱和气体进行吸附，吸附平衡后进行高压注水）、不同降压速率下的瞬时产气量和累计产气量，考察降压速率对高阶煤解吸—渗流耦合过程的影响。
　　经过2016、2017两年的缜密实验，终于获得了可靠的实验结论，发现无论排水降压速率快慢，高阶煤的吸附气均能有效解吸，甲烷最终解吸率均较高，产气速率均在煤块整体解吸后得到大幅提升。不同降压速率下甲烷产出曲线均有一个明显的拐点，拐点之后甲烷产出速度大幅提升。
　　实验结果显示：快速产气阶段发生在煤体整体解吸之后，产气速率受当时煤体两端压差控制。甲烷的解吸-流动耦合速率受压差的影响较大，高压差有利于气体的快速解吸。无论是煤块整体降到解吸压力之下的时间，还是大部分吸附气（约占66%）解吸出来的总时间，加快降压速度的策略更有经济效益。

汇聚智慧完善技术，

“加速度”煤层气开采

理论指导实践，实践检验理论。2016年，试验基地在郑庄区块同步安排了四口实验井，进行了加快降压速度排采试验，将降压速度总体提高到原来的1.5倍。其中流压在地层压力之上时，提高3倍—5倍降压速度；流压在地层压力和解吸压力之间时，提高1.3倍降压速度；解吸初期不再像以往控制排采速度。试验结果显示，加快降压速度排采试验井的见气时间、达产时间缩短，日产气量达到预期目标，峰值气量是相邻老井的2倍以上。
　　室内和现场试验取得可相互印证的结果，使研究人员坚定了煤层气降压排采可以相对快速的
信心，研究人员从煤层气渗流全过程影响因素的角度去审视，发现压裂通道的渗流能力是影响降压速度的因素。基于这一认识，试验基地逐步完善了煤层气直井、水平井排采最佳降压速率计算模型，将煤储层含气性、物性、吸附解吸规律、压裂效果等综合考虑，实现特定地质条件下的最佳降压速度定量化计算。
　　通过两年持续完善，基于实际地质条件的“个性化、智能化、强可控、低成本”的“疏导式定量排采控制技术”已经得到煤层气业内专家的认可。
　　在试验基地为降本增效推进“疏导式定量排采控制技术”，针对煤层气井数多，平均产量低，管控难度高的特点，重点发展了“智能排采+远程监控+无人巡检”的管理模式，大大降低了生产管控成本。同时，生产中创新升级了“水力管式泵”为代表的无杆泵排采设备，排采时效从开发初期的90%大幅提高到98%以上，保证了排采的连续、稳定。
　　目前，疏导式定量排采控制技术以及配套排采设备，已逐步实现规模化推广应用。并且，结合国家专项近年来发展的区块优选、高效开发、疏导式压裂等技术系列，华北煤层气逐渐走上了以自主技术为基础的低成本快速发展道路，有望实现煤层气产量、效益的双丰收，为中国煤层气大发展提供了一个可供参考与推广的样板和范例。