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相似文献
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1.
煤层气非平衡吸附的数学模型和数值模拟   总被引:10,自引:0,他引:10  
李斌 《石油学报》1996,17(4):42-49
煤层为微孔-裂缝双重介质,煤层气通过吸附作用吸附在煤孔隙壁面上而储集.文中建立了描述裂缝中气水两相渗流及微孔中非平衡吸附气体解吸扩散过程的数学模型,扩散到裂缝中的气体被视为源项,微孔中气体解吸扩散方程与裂缝中气相渗流方程通过微孔单元表面气压等于周围裂缝网气压的条件而耦合;考虑了单井径向流模型、垂直压裂模型及拟三维多井模型,并给出了相应的有限差分数值模型.  相似文献   

2.
体积压裂技术在煤层气藏开发中已得到广泛应用,针对体积压裂形成的裂缝网络(SRV),矩形边界复合模型相比于传统的径向复合模型能够更加准确合理地描述流体的渗流规律。解析或半解析函数方法无法对考虑SRV的矩形复合模型进行求解,而应用线性流模型对其求解则又会产生较大的误差。为此,利用双重介质模型对煤层气藏体积压裂区进行描述,综合考虑煤层气的吸附与解吸、扩散、渗流等多重运移机制,建立了基于非稳态扩散的煤层气藏矩形复合压裂井试井模型。结合Laplace变换、Stehfest数值反演以及计算机编程技术,采用边界元方法对模型进行求解,得到了煤层气藏生产动态变化的规律。对试井典型曲线进行了流动阶段划分,并分析了气藏边界尺寸、体积压裂区渗透率、吸附气含量、储层渗透率以及SRV尺寸等参数对生产动态规律变化的影响,实现了对体积压裂改造后的煤层气藏更为准确合理的描述。该项研究成果为深入认识煤层气运移规律和高效合理评价及开发煤层气藏提供了理论依据。  相似文献   

3.
90%以上的煤层气以吸附状态附着在煤的内表面上,煤层气的产出是一个区别于常规天然气的"排水—降压—解吸—扩散—渗流"的复杂过程。我国煤层气储层条件较差,具有低孔、低渗、非均质性强的特点,普遍存在常规开采方式开发效果差的问题。为提高煤层气单井产量,实现商业化开采,必须对储层进行增产改造,促进排水降压,提高煤层气单井产量,水力压裂改造技术是当前煤层气增产的首选方法,也是已被证明的煤层气开采的一种有效的增产方法。论述了水力压裂增产渗流机理及其效果评价方法,并进行了实例分析。表明通过对煤层进行水力压裂,能够改善井底渗流条件,提高储层的渗透能力;煤层渗透率、表皮系数及裂缝导流能力和裂缝半长是评价煤层气水力压裂增产效果的主要参数。  相似文献   

4.
һ��ú����������ֵģ����   总被引:2,自引:0,他引:2  
郭肖  付玉 《天然气工业》2003,23(1):75-77
目前模拟煤层气开采过程数学模型主要分为三类,即经验模型,平衡吸附模型和非平衡吸附模型,其中非平衡吸附模型是一种较为完善,能客观反映煤层气开采动态的双孔隙模型。不少献已经建立了煤层气扩散渗流非平衡吸附数学模型,但往往存在模型假定过于简化,个别关键参数难于获得以及采用IMPES方法求解可能引起不收敛现象等不足之和,章发展了一个煤层气储层模拟器用来模拟煤层甲烷气的开采过程,该模拟器采用双重介质网格系统的气水两相数学模型,考虑了煤层气从基质表面进入开采井筒所经历的解吸,扩散和渗流三个过程,基于Fick,Darcy定律以及连续性方程建立了数学模型,对数学模型进行差分离散数值求解,方程中参数项和产量项采用显式处理,求取参数及基质与割理系统质量交换量采用隐式格式处理求解。此外,编写了程序源码建立计算机模型,最后进行实例分析对比,验证了该模型的可靠性和合理性。  相似文献   

5.
低渗透煤层气产能影响因素评价   总被引:3,自引:1,他引:2  
采用数值模拟方法,从煤层气的流动机理入手,利用 Langmuir 等温吸附方程描述煤层气从煤表面的解吸过程,用Fick定律描述煤层气在煤基质和微孔隙中的扩散,综合考虑了煤层气的解吸、扩散和渗流3个过程,建立了煤层气储层数学模型,推导数值模型并进行了模拟计算。计算结果表明:裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长增加100m后,裂缝半长对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,当裂缝导流能力超过20μm2·cm后,产能增加不明显;分子扩散系数对产能影响较小,而割理的渗透率对产能影响较大;对于不同的煤层气井在投产时,应合理优选压裂缝半长和导流能力。  相似文献   

6.
以沁水盆地等煤样品煤孔隙分析和等温吸附试验研究为基础,通过煤吸附气体动力学过程和吸附理论模型分析,从物理化学层面对煤吸附气体的固气作用机理进行了深入探讨。认为:煤吸附气体动力学过程包括渗流阶段、表面扩散阶段、体扩散阶段和吸着阶段;煤—煤层气吸附体系的吸附力和吸附能决定了不同煤级煤对不同气体吸附量的大小;扩散对煤吸附气体的动力学过程有重要控制作用;煤—甲烷吸附体系应存在多元化的吸附模型,当压力8~10 MPa以上时,Langmuir单分子层吸附模型的适应性受到限制,凝聚—吸附孔隙发育和气体凝聚是制约Langmuir单分子层吸附模型的主要原因。  相似文献   

7.
因煤层复杂渗流机理及低孔低渗特征,煤层气均需采取压裂改造措施进行开采。为了正确认识压裂参数对煤层气井产能、采出程度及井网部署的影响规律,从储层应力形变及煤层气解吸、扩散、渗流流固耦合分析出发,建立压裂井气水两相非线性渗流模型,研究裂缝参数、储层非均质性对井距及井网类型优化的影响,并且采用注入压降试井解释对压裂工艺参数进行评价。研究结果表明:煤层流体以非线性渗流为主,物性呈现先下降后上升的特征,存在启动压力梯度的影响;井距优化应考虑裂缝方向、裂缝穿透比、裂缝导流能力等因素的影响;矩形与菱形井网选择要参考储层各向异性系数的临界值;避免注入压降测试中井筒液面的变化及测试段的选择对试井解释结果的影响,提高压裂效果解释评价准确性。研究对煤层气压裂井裂缝、井网参数优化及提高压裂效果评价准确性具有较好的指导意义。  相似文献   

8.
李陈 《特种油气藏》2021,28(2):96-101
煤层具有非均值性较强、压裂裂缝展布不均匀、非对称分布等特点,目前缺少煤层非对称裂缝产能评价模型。针对上述问题,运用Langmuir等温吸附方程及Fick扩散定律描述煤层气藏中的吸附、解吸及扩散现象,引入特殊的拟时间函数解决考虑吸附解吸现象的物质平衡方程中非线性较强的问题,利用新定义的参数表征压裂过程中水力裂缝的非对称性,得到裂缝不同对称程度时的产能评价模型及其解析解,通过时间叠加原理,实现了实际生产数据与理论数据的拟合。研究表明:裂缝的非对称性对气藏产能评价及预测结果影响较大;对称裂缝地层能量利用率最高;裂缝的非对称性对产能评价的影响主要发生在生产前期,随着裂缝导流能力的增加,裂缝的非对称性对气井产能的影响越来越小。研究成果对准确评价和预测煤层气藏压裂直井产能和高效开发具有重要指导意义。  相似文献   

9.
煤层气以吸附气为主,解吸-扩散-渗流过程共同控制着煤层气的产量,仅采用基于达西定律的渗透率的方法来评价煤层气储层损害有待完善。为此,基于煤岩储层微观结构特征和煤层气运移产出机理,以宁武盆地9号煤层和现场用钻井完井液为研究对象,开展了煤层气解吸、毛细管自吸和钻井完井液动—静态损害评价等实验,并采用微观手段分析了钻井完井液影响煤层气解吸—扩散—渗流过程的机理。结果表明:钻井完井液作用后煤样与平衡水煤样、饱和水煤样相比,煤层气解吸量和扩散系数降低;与地层水相比,煤岩对钻井完井液的自吸能力强且吸附滞留严重,导致气相返排率偏低;钻井完井液滤液损害是造成煤层渗透率下降的主要原因。结合红外光谱、润湿角测定和扫描电镜分析结果,得出认识:钻井完井液滤液通过改变煤的结构、润湿性和孔隙连通性,进而影响到了煤储层气体的运移行为。  相似文献   

10.
数值模拟是研究煤层气渗流的重要手段。将煤层气储层视为双孔双渗的多孔介质,同时考虑煤层的变形对瓦斯渗流的影响,建立煤层气藏应力—渗流流固耦合模型。综合考虑了煤层气的吸附与解吸效应、应力与渗流耦合作用等因素对煤层气开采的影响。采用SPH(Smoothed Particles Hydrodynamics)法求解控制方程,编制计算机程序。利用该模型求解并分析了煤层气的解吸—渗流过程以及煤层渗透率的变化情况。结果表明,SPH方法能够应用于煤层气解吸—渗流过程的数值模拟研究中来;煤层基质渗透率与裂缝渗透率与有效应力变化有密切关系,煤层气的渗透过程需要考虑煤层基质与裂隙受到的变形影响;考虑煤层气的吸附与解吸效应更加符合实际的煤层气渗流过程,能够更合理地估算实际采气过程中瓦斯涌出量。  相似文献   

11.
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。  相似文献   

12.
���Ȳ�ģ��ģ��ú�������ɹ���   总被引:1,自引:0,他引:1  
流体在煤层中的传输机理包括:气体在煤内表面解吸,并通过基岩和微孔隙扩散进入裂缝网络中。若岩块表面甲烷气体的释放速度比气,水相在煤层割理中的流动速度快得多,那么在模拟煤层气开采过程时,解吸动能是可以不考虑的,这个假设允许吸附在煤层表面上的甲烷气可以作为溶解在非流动油中的气体来模拟;煤层中的朗格缪尔等温曲线可视为常规油藏中的溶解气油比曲线,可用常规油藏模型描述煤层气,而不需要对模型源码做任何修改,基于上述思路,用热采模型模拟煤层气开采过程,并与用煤层气模拟软件(COMETPC)的计算结果进行了比较,趋势非常接近。  相似文献   

13.
中国的煤层大多具有致密、低渗透率特性,煤层气解吸、渗流困难,影响煤层气产量的因素较多且复杂。文章系统地分析和总结了煤层介质的低渗透率特性、煤层气的解吸扩散渗流特性、煤层与围岩的组合方式、含气饱和度对煤层气产量的影响,并用R/S分析方法研究了煤层气不稳定渗流产量的变化趋势,在此基础上,用灰色GM(1,1)模型预测了煤层气产量的变化规律,进行了实例分析。结果表明:煤层渗透率中等、含气饱和度在78%以上、压裂等措施是获得高产量煤层气的关键因素;R/S分析方法和GM(1,1)模型相结合是预测煤层气不稳定渗流产量变化的有效方法;根据上述关键因素和分析及预测的方法,科学预测煤层气不稳定渗流产量变化规律,有利于合理开发煤层气资源,提供洁净的能源,有效地保护大气环境,并从根本上改善煤矿安全生产条件,减少瓦斯爆炸事故。  相似文献   

14.
由于煤层气工业发展比石油工业晚,故很多方面的研究都借鉴了石油开采的理论,鉴于煤层气开采机理与石油开采有本质的区别,因此煤层气的数学模型相对较油气藏模型要复杂。文章在平衡吸附模型的基础上,进一步研究了煤层气开采的非平衡吸附模型。充分考虑了煤层气的流动特性,并结合煤层气的开采特点,首先根据物质平衡原理以及朗格缪儿等温吸附曲线,建立了煤层气开采的扩散模型;然后结合达西定律,建立了煤层气开采的渗流模型;同时考虑到煤储层特征建立了煤层裂缝的孔隙度和渗透率模型,结合边界条件,形成了完整的煤层气开采的二维非平衡吸附数学模型。  相似文献   

15.
目前煤层气开发主要是通过水力压裂[1]制造一条高渗通道,然后排水降压,当地层压力降低到煤层气解析压力以下的时候,气体从煤岩中解析出来通过裂缝流入井筒而被开采出来[2]。煤层气能否高效的采出来,关键是看裂缝造得好不好,可见水力压裂对于煤层气开采起着非常重要的作用。其中较关键的技术就是降滤失[3],只要解决好这个问题,就能造出满意的裂缝。本文主要针对煤层气压裂过程中压裂液滤失问题提出了一些工艺技术方面的改进,经过HC区块煤层气压裂现场试验研究表明此方法对于微裂缝较发育的煤层来说具有非常好的实用效果。  相似文献   

16.
Ӱ��ú���������������ط���   总被引:7,自引:3,他引:4  
煤层甲烷在煤储层中的储集及渗流与常规天然气大不相同,其影响因素多样而复杂。 影响煤层气产量的主要因素是煤层渗透率、煤层厚度及含气量。大量煤层气井生产实践证明,含气量是影响产量的物质基础,而渗透率是影响产量大小的控制性因素。煤层含气量与煤层厚度及埋深一般有正相关关系,而渗透率一般随埋深增加而减小。用产气潜能与产气能力将更全面地反映含气量及渗透率对煤层气井产量的影响。把含气量引入达西流产量公式也许能更真实地反映甲烷气体在煤储层中流动产出的特征。  相似文献   

17.
ú�����������̼���ֵģ��   总被引:11,自引:2,他引:9  
中国煤层气资源丰富 ,据估算 ,埋深 2 0 0 0m以浅的煤层气资源达 (30~ 35 )× 10 12 m3 。但中国煤层气地面开发刚进入起步阶段 ,加之中国煤田地质条件比较复杂 ,因此研究中国特殊地质条件下煤层气的解吸、扩散和渗流机理的具体地质表现是认识煤层气可采性的关键。针对我国煤层气开采的特殊性 ,我国采取“地面开采和井巷抽放相结合”的方针。然而井巷开采占了相当的比例。本文建立了煤层气扩散渗流数学物理方程 ,并对煤层气渗流偏微分方程 ,采用差分法 ,进行了数值模拟计算。模拟结果表明 ,所建立的煤层气扩散渗流模型较准确地反映了煤层中煤层气流动规律 ,模拟后的煤层气压力变化曲线可以确定煤层气的开采压力变化范围和煤层气产气最大面积 ,对我国大面积低渗透性无烟煤煤层气的开发具有指导意义。  相似文献   

18.
ú������������Ӱ�����ط���   总被引:13,自引:4,他引:9  
万玉金  曹雯 《天然气工业》2005,25(1):124-126
煤层气主要以吸附状态赋存在煤岩基质中,只有当储层压力降低后才可以从基质中解吸出来,煤岩裂隙或割理中多被水充满,而裂隙与割理是煤层中的主要运移通道,煤层气需要通过排水(裂隙或割理)降压(煤岩储层)方式才得以采出,故煤层气的产量受煤岩性质、压力水平和两相渗流特征等多种因素的影响。文章分析认为,影响煤层气井单井产量的主要因素包括煤岩渗透率、孔隙度、吸附能力、含气量、临界解吸压力、相对渗透率等;为提高煤层气井单井产量,必须通过洞穴完井、压裂改造或水平井等方式,改善井底渗流条件,有效地降低井底流压,扩大压力波及范围,增加有效解吸区,扩展两相渗流区范围。为实现煤层气的规模开发,必须深化认识储层特征,结合地质实际,选择合适的开发技术。  相似文献   

19.
煤层气的开采,使孔隙流体的压力发生变化,引起煤岩骨架有效应力改变及重新分布,并导致煤岩骨架的变形。煤岩骨架的变形将导致煤岩孔隙体积的改变,从而引起煤岩物性、煤岩密度、孔隙压缩系数的变化,进而影响孔隙流体的渗流与开采。因此,气、水渗流与煤岩变形相互影响,相互制约。文章从煤层气藏的储存特性入手,建立了煤层气渗流流固耦合的数学模型,并利用有限差分法对数学模型进行数值求解,以求更加真实地反映出煤层气渗流过程中流体与煤岩之间的动态耦合关系。  相似文献   

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