变形双重介质煤层气拟稳态渗流问题

在研究变形双重介质煤层气渗流问题的压力动态特征时,不仅考虑了煤层的双重介质特征和煤层气的吸附特征,而且考虑了介质的变形,还引入渗透率模数建立了变形双重介质拟稳态渗流的定产量内边界的无限大地层及有限封闭地层的数学模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的。对于双重介质拟稳态渗流的数学模型采用直接隐式差分法进行离散,用Newton迭代法求解离散后的非线性方程组,获得了无限大地层及有界封闭地层的双重介质拟稳态渗流模型的数值解。讨论了变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律,给出了不同情况下的典型压力曲线图。这些结果为油田开发提供了理论依据和试井方法。     

变形介质煤层气压力动态特征分析

在考虑煤层渗透率应力敏感性的基础上，采用非平衡态吸附模型，研究单相煤层气在煤体和割理中的流动规律。在拟稳态流数学模型假设条件下，用气体拟压力代替Langmuir吸附公式中的压力，得到气层中拟压力所满足的方程，并采用正则摄动法和Laplace变换法进行求解，通过拉氏数值反演，得到0阶摄动解。对渗透率变异系数和双重介质参数变化时压力的变化规律进行了分析，该结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

煤层气定向羽状水平井开采数学模型的建立

通过对煤层气定向羽状水平井开采方式进行分析,结合煤层气在煤层中的吸附解析及渗流特征,得到了在孔隙—裂缝双重介质下煤层气和水在煤层中的流动方程,建立了孔隙度和渗透率随压力变化的压力敏感性数学模型,为进一步研究煤层气羽状水平井的增产机理提供了数学基础。     

变形介质煤层气双渗流动压力分析

研究了应力敏感煤层气中双孔隙度/双渗透率渗流问题的压力不稳定响应,不仅考虑了煤层气藏的双孔隙度/双渗透率介质特征,而且考虑了介质的变形,建立了应力敏感煤层气双孔隙度/双渗透率的数学模型,采用全隐式差分和N ew ton迭代法求得了圆柱面井源情况下定产量生产时无限大地层、有界封闭地层的数值解,探讨了双孔隙度/双渗透率参数和变形参数变化时压力的变化规律并给出几种情况下典型压力曲线图版。     

应力敏感性复合煤层气压力动态特征

煤层气采出有扩散和渗流两个过程，比常规天然气层中的渗流方程复杂。针对煤层气井在钻井、完井、开采过程中井周围产生污染带以及地层本身的非均质情况，采用非平衡态吸附模型，研究应力敏感性复合煤层气藏的流动规律、在拟稳态流的数学模型假设下，用气体拟压力代替Langmuir吸附公式中的压力，得到气层中拟压力所满足的方程组，并采用正则摄动法和Laplace变换法进行求解，最后通过拉氏数值反演得倒0阶摄动解。分析了参数变化时压力动态的变化规律，这些结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

基于裂隙分形维数的煤储层压力动态分析

传统的煤层气渗流数学模型均是建立在欧几里德几何基础上的。以分形理论为基础,引入了分形维参数来刻画煤储层裂隙分形特性,在考虑了煤层的吸附特性、双重介质特征及介质变形的情况下,建立了只考虑裂缝发生形变的分形煤层气藏非平衡吸附、拟稳态条件下气体单相流动数学模型,并采用Newton法求得了该模型的数值解,讨论了无因次压力对模型参数的敏感性,绘制了典型压力曲线。认为此模型可为煤层气开采提供理论依据和新的试井模型。      

碳酸盐岩分形油气藏渗流数学模型分析

运用分形理论来描述具有分形特性的碳酸岩油气藏，以Warren—Root模型为基础，考虑压力对具有分形特征的渗透率和孔隙度的影响，建立变形双重介质分形油气藏渗流数学模型。利用压力曲线、参数对压力的影响率，分析部分参数对压力的影响。渗流数学模型在变形双重介质分形油藏中具有独特的应用意义。     

煤层气产能预测新模型

煤层气藏通常采用压裂直井开发,由于其吸附、解吸和扩散特征,运用常规二项式产能方程分析煤层气藏稳态产能会产生较大误差。根据煤层气藏天然裂缝发育的地质特征,运用平行板理论、等值渗流阻力原理,首次建立了针对煤层气藏,考虑其吸附、解吸、扩散特征的连续等效介质模型。该模型将裂缝性双重孔隙介质的煤层气藏转化为运用等效渗透率表征的常规均质气藏,但对各相关参数赋予特殊值时,可简化得到各类常规气藏模型。通过计算分析煤层气藏压裂直井的IPR曲线,可以看出当考虑解吸扩散时,其IPR曲线异于常规气藏。兰格缪尔压力越小,曲线下凹越严重,绝对无阻流量越大;兰格缪尔体积越小,扩散系数越小,曲线下凹越严重,绝对无阻流量越小。通过实际对比分析,该模型误差小于10%,具有较好的适应性。     

考虑应力敏感的煤层气井流人动态曲线研究

流入动态曲线对合理确定煤层气井的井底压力与井产量非常重要。流入动态曲线反映了煤层气藏向该井提供煤层气的能力,反映了煤层气藏压力、流体物性、完井质量等对煤层气层渗流规律的影响。本文主要是考虑渗透率应力敏感性在达西、非达西渗流流动下对煤层气井流入动态曲线的影响。通过对韩城WL1井某煤层研究可以得到,不管是达西渗流还是非达西渗流,考虑应力敏感性后,使煤层气井的产能减少,随着生产压差的增加,煤层气井的产量增加幅度较小。当改变渗透率应力敏感系数后,发现参数越大,煤层气井的产能越低。     

低渗透变形介质气藏压裂井产能分析

低渗透变形介质气藏压裂井生产过程中,气体渗流一般不遵循达西定律,而是存在启动压力梯度和介质变形影响的低速非达西渗流.变形介质的渗透率随有效应力的增大而降低,一般与压力变化呈指数关系.为此,基于压裂井三线性渗流模型,建立并求解了低渗透变形介质气藏考虑启动压力梯度和介质变形影响的有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型,来研...     

煤层气单井开采数模研究

建立了煤层气单井开采的数学模型和数值模型,包括双重介质中气水两相流动方程、煤层裂缝孔隙度和渗透率的压力敏感性模型,并提出了相应的数值模型及其解法．为进一步研究煤层气产出机理提供了理论依据。     

煤层渗透率敏感性及其对煤层气开发效果的影响

煤层由裂隙和基质组成，为双重孔隙系统。前者由割理和后生裂隙组成，为煤层气的渗流通道；后者是煤层气的主要储集空间。煤层渗透率是进行煤层气商业开发的重要评价参数，而渗透率变化规律及其对煤层气动态开发效果的影响情况则亟待进一步研究和验证。在总结分析前人研究的基础上，对煤层气有效应力变化模型进行了研究和验证，进而分析了渗透率动态变化对煤层气开发效果的影响。结果表明：在煤层气开发过程中，煤层渗透率受裂隙压缩和基质收缩的双重影响，渗透率呈现先降低后升高的特点；基质收缩起到改善煤层气渗透率的效果，能够有效地提高煤层气开发效果，故在煤层气开发中不能忽视其影响。     

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本文重点介绍了大宁—吉县地区煤层气测井的综合研究成果。利用数学统计方法，将测井资料与岩心资料对比分析，建立了该地区煤储层参数测井解释模型，提供了包括煤层含气量在内的煤储层参数，并利用该地区6口井的测井资料进行了区域性的综合评价，从煤层的横向展布、纵向埋深、盖层质量、地质构造、区域煤层气含量及煤层工业组分的变化情况、煤层力学参数等方面进行了综合分析，为区域煤层气整体评价提供有价值的测井信息，为下一步的煤层气勘探和开发提供可靠的技术支持。     

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鄂尔多斯盆地大宁—吉县地区是中石油对煤层气近期勘探中发现的一个高饱和煤层含气区，钻探的吉试1井、5井在煤层段试气获得了工业性气流，对今后我国中煤阶煤层气的勘探方向具有重要的影响。本文通过研究该区煤层厚度、煤层埋深、煤岩煤质特征、煤层演化特征、煤储层物性、煤层含气量、煤层气保存条件及资源量等条件，基本证实了大宁—吉县地区是一个整装的煤层气大气田，初步控制含气面积717 km2，控制煤层气地质储量1500×108m3。     

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近年来低煤阶煤层气在美国粉河、尤因它盆地进行大规模商业性开采，引起包括中国在内的许多国家关注。中石油煤层气勘探项目经理部对我国西北、东北、内蒙古、滇黔桂地区中、新生代低煤阶含煤盆地煤层气成藏条件及资源分布进行了研究，发现我国低煤阶煤层气资源非常丰富，是我国煤层气勘探不可忽视的重要资源。2003年优选吐哈盆地沙尔湖凹陷进行了积极探索，取得了很好的效果，初步分析了低煤阶煤层气成藏控制因素，指出低煤阶煤层气藏一般埋藏浅，含气量低，但煤层渗透性好。勘探目标选择应注意对煤层气保存条件的分析，寻找高饱和含气区。另外，低煤阶煤层气开发还需要煤层有一定的厚度，这样才能保证较高的资源丰度、单井产量，达到长期稳产的目的。     

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研究了煤层气储量计算方法，研究表明，煤层气储量计算中最重要的参数是含气量。影响含气量的主要因素包括盖层分布、地层压力及水动力条件等，含气量的分布随上述条件的变化而有所不同。煤层气的储量计算要考虑到煤层气的特殊性，同时参照流体矿藏（天然气）和固体矿藏（煤炭）储量计算方法。煤层气藏的储量计算不同于常规天然气，其含气边界的确定是以煤层含气量等值线确定的。圈定含气面积的最低含气量值根据煤层气藏地质条件、采用煤层储量历史模拟软件进行模拟确定，并参考国外煤层气开发选区的含气量标准煤层气储量计算方法有体积法和数值模拟法。数值模拟方法适合开发中期或者是生产试采资料很丰富的情况下使用。通过沁水煤层气田储量的计算验证了计算方法的可行性。     

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中国煤层气资源潜力巨大，埋深1500 m以浅的资源总量约为27 ×1012m3，广泛分布于五大聚煤区六大含煤层系，但其分布具有很大的差异性。本文在分析中国煤层气资源分布特征的基础上，根据煤层气地质选区条件，通过优选，提出了沁水、鄂尔多斯、宁武、沙尔湖等煤层气有利勘探方向，并对中国煤层气勘探开发前景进行了展望，认为煤层气是中国二十一世纪现实的能源补充新领域。     

煤层气井气水两相流动阶段流入动态研究

煤层气井在开采过程中必定经历气水两相流动阶段,气水两相流动的结果,必然导致煤层气藏压力动态发生变化.因此,研究煤层气井气水两相渗流理论,对于预测煤层气井气水两相流动阶段井底流压的变化及产量动态具有非常重要的作用.基于质量守恒原理,建立了煤层气井气水两相流动阶段地层瞬态渗流的数学模型.通过定义气水两相拟压力函数,同时考虑...