基于等温吸附曲线煤储层评价指标的建立

云南YW煤层气区块9号煤层平均含气量虽然较高,达9.7 cm3/g,但由于地质构造复杂,经多年勘探评价,仍未取得突破,单井产气量仅50～300 m3/d.基于等温吸附曲线,从煤层气成藏要素-吸附气体、煤储层介质及外部围岩环境的角度,通过数学推导、计算及实验数据的统计分析,筛选并定义了三个煤储层评价指标-含气指数(GBI...     

泥页岩储层等温吸附测试异常探讨

页岩气与煤层气的等温吸附特征既有相似性,又存在较大差异。目前页岩气等温吸附测试仍沿用煤层气相关测试规范,没有针对页岩气的等温吸附实验仪器。泥页岩储层等温吸附实验中普遍存在等温吸附曲线异常的现象,因此对常见的泥页岩储层等温吸附曲线异常现象进行了归纳,分析了导致异常的原因,并提出相应的改进建议。研究结果表明,在高压段,地层条件下由于甲烷处于超临界状态,吸附态气体不发生液化凝聚,造成测试曲线明显偏离Langmuir等温吸附模型,且特征参数失真,因而基于凝聚机理的Langmuir等温吸附模型在高压段不再适用,但该异常可通过模型改进或实验数据校正来消除;在低压段,通常由于泥页岩储层的吸附气含量远小于煤层气,而测试仪器精度难以满足要求,或泥页岩储层粘土矿物含量较高,在预处理中与水发生反应而影响吸附特征,可尝试通过增加测试样品量、预处理后充分脱水等方法来减少异常现象的发生。     

高温高压下多种气体在储层岩心中吸附等温线的测定

利用自行研制的XF1型高温高压气体吸脱附测试仪,结合一台色谱分析仪(HP6890),一套抽真空系统,分别测定了N₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、nC₄及其混合气体在三个岩心中的吸脱附等温线共计42条(单组分30条,累计测试点516个;混合气12条,累计测试点203个),以及吸附平衡后混合气的自由气相组成、吸附相组成和各组分的吸附等温线各48条(累计测试点431个).测试的温度为50.5℃.实验结果表明:①储层岩心介质对烃类气体的吸附现象是客观存在的,不容忽视;②仅就测试所得的数据来看,如果忽略其它因素,可以初步估计,不考虑吸附的砂岩储层气藏的计算储量将比考虑吸附少5%以上;③岩心-气体吸附体系的吸附能力除受压力影响外,更受到储层介质、岩石成分、结构和物性性质的影响,除此之外,还受到多组分气体中重烃组分数目、摩尔含量等的影响;④多组分气体组分相对吸附量能有效地表征多组分气体中各组分气体的竞争吸附能力大小,依据这个指标可将五元多组分气体体系中各组分气体按其竞争吸附能力由强到弱排序为nC₄>C₃H₈>C₂H₆>CH₄>N₂.     

三探头MDT测试储层适应性研究

三探头MDT是电缆地层测试器中较高水平的测试仪器,具有一个抽吸探头、一个水平观测探头和一个垂直观测探头。在测试时,利用其特殊的三探头结构,能够使固定垂直距离的3个探头共同坐封在同一地层,通过抽吸探头引起的压力波动,获得地层中空间不同的2个点的压力变化信息及地层的更多信息,进而应用压力变化达到稳定状态的数据资料及其相应的解释模型,可以评价地层的渗透率及各向异性。为了保证测试解释结果的精度,必须要保证在测试时间内,压力变化达到稳定之前,压力波动不能传播到地层的上下不渗透边界,而地层有效厚度是最直接的影响因素。以保证仪器测试安全和仪器测试的解释精度为出发点,研究了MDT探头结构及其空间组合与储层厚度之间的关系。运用渗流力学理论,研究了探头压力变化达到稳态时的压力纵向传播距离、垂直观测探头与水平观测探头的垂直距离和地层厚度的关系,在此基础上,得出了MDT能够成功测试的储层最小厚度,为现场MDT测试选层提供了一定的理论依据。     

煤层气等温吸附/解吸模拟实验技术新进展与应用

煤岩的吸附/解吸数据是煤层气资源预测、产能评价必需的核心参数,目前常规的等温吸附实验只能获得固定温度下的吸附量和压力之间的关系。如何获得储层条件下准确的等温吸附数据,是煤层气储层实验测试孜孜以求的目标。针对当前煤层气等温吸附测试主要沿用美国专利US5058442/4528550,采用IS-300等温吸附仪,存在测试范围小、破坏样品原始结构及无围压约束等突出问题,创新研制煤层气原位吸附/解吸模拟装置,克服了目前等温吸附测试未考虑地应力影响,不能代表地层真实吸附状态的缺陷。特别是形成非吸附性气体等温吸附实验方法,为变体积自由空间的计算提供参数。该装置的成功研制开发,一方面实现等温吸附装置国产化,另一方面实现高温压条件下煤岩原位吸附模拟技术的从无到有。研究发现,在较高温度和压力时(85℃,30MPa),温度对煤吸附能力的影响大于压力的影响。从而证实含气量与埋深关系存在"临界深度",即浅部煤层含气量随埋深增大而增高,在一定埋深达到最大值,超过此埋深之后含气量随埋深进一步增大而趋于降低。     

页岩等温吸附/解吸影响因素研究

页岩吸附气含量对储量计算至关重要,吸附气解吸过程直接关系到页岩的产量。采用川南地区和昭通地区龙马溪组页岩样品,设计页岩吸附/解吸实验,研究页岩的等温吸附/解吸特征以及影响因素。实验结果表明:温度升高页岩最大吸附量(VL)下降,解吸率上升,并且两者都与温度呈现良好的线性关系;总有机碳含量(TOC)和黏土矿物含量均会影响页岩的吸附能力,TOC含量高的页岩最大吸附量与TOC呈正相关,TOC含量低的页岩最大吸附量与黏土矿物含量呈正相关;水分的存在会降低页岩的吸附能力同时也降低页岩的解吸率,含水率越高解吸剩余吸附量越大。     

内蒙古地区典型煤储层吸附特征

为研究内蒙古地区不同煤阶的典型煤储层吸附性特征,采集鄂尔多斯盆地北部地区、二连盆地白音华煤田、海拉尔盆地牙克石-五九煤田3个代表性地区的煤样,进行不同温度和压力条件下的平衡水法等温吸附测试.结果表明:①在各自储层温度条件下,牙克石-五九煤田长焰煤吸附能力最强,鄂尔多斯盆地北部高阶煤次之,白音华煤田褐煤吸附能力最小.②3...     

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作者研究了气体在煤储层内的解吸特征，并分析了煤储层气体解吸特征与物质组成、煤阶和孔隙结构的关系。孔隙结构（孔隙孔容、比表面积的分布与孔隙封闭性）决定了压差在煤储层系统内的传递，微孔孔容和比表面积越大，压差越难以在煤储层内传递，进而降低气体解吸效率和解吸率；煤储层中镜质组含量的增加以及煤阶的增高，会在一定程度上导致储层中微孔孔容和比表面积的增加，因此，物质组成和煤阶是影响煤储层中气体解吸效率的重要因素。     

高压凝析气藏试井技术研究--以塔里木盆地牙哈凝析气田为例

由于凝析油气藏相态变化机理特殊,凝析油气井试井分析目前属世界性的试井分析难题,也是试井理论界的研究前沿和攻关方向,若按常规方法开展凝析油气藏试井工作,对获取的测试资料将无法作出正确解释,这种情况已在塔里木盆地牙哈凝析气田高压气井试井中时有发生,使试井成功率受到严重影响,因此迫切需要有针对性的理论研究成果做指导,切实提高凝析油气藏试井工作质量。根据牙哈凝析气田多年来的生产实践,从试井理论、测试工艺、现场试井实践3方面开展了综合研究,提出了凝析气井“6＋1”试井分析方法和改进的“一点法”产能评价技术,并对多层合采气井的动态特征做了理论分析,初步形成了一套适合塔里木盆地高压凝析气藏试井的测试工艺技术和分析解释技术。     

页岩等温吸附特征及吸附异常原因

页岩含气量评价是页岩气资源潜力预测的重要内容,吸附气含量是页岩含气量的重要组成部分。目前,吸附量测定多是借助等温吸附实验完成。页岩吸附量相对较低,吸附曲线较平缓,在较低的压力下便可达到吸附饱和;而在实验过程中,多发现页岩吸附量数据不合理,从而失去指导实际开发的意义。结合前人研究成果认为,页岩吸附异常主要是由于实验本身的缺陷造成的,主要包括实验设计和实验操作2方面。由自由体积造成的吸附量误差与压力成正比,与质量成反比;而吸附相所产生的吸附量误差,一般采用体积校正公式来修正;误差对吸附量的影响在高压阶段更为明显。因此,设定合理的实验参数、规范实验操作、选取合适的数据处理模型及估算游离气含量可更加客观真实地反映页岩含气量,从而减小误差的影响。     

页岩储层产量曲线分析

产量递减曲线分析在预测产量和提高储层采收率方面具有重要作用,其目的是确立产量与时间之间的关系,从而预测产能走势。Arps方程法和Arps方程改良后的产量曲线分析法目前在常规储层方面得到了广泛应用,但这些传统的方法并不适用于页岩储层之类的非常规储层。着重介绍了双曲线方法、Gentry方法、经验延伸法和Duong方法等非常规油气层产量曲线的分析方法。基于对几种产量曲线分析法进行概述的同时,借助Duong方法易比较和产量曲线易拟合的优势,论证了该方法对页岩储层生产预测的适用性;通过对瞬变流体和边界控制流体2种流态下产量曲线的分析计算,建立了经验方程式。最后,利用实际数据验证了Duong产量曲线分析方法的可行性。     

一种新的一点法稳定试井在克拉玛依气藏中的应用

利用一点法稳定试井理论模型，对克拉玛依五区南气田克75井区气顶气藏稳定与不稳定试井等动态资料采用气井通常的二项式方程进行分析研究，导出了适合五区南气田的一点法稳定试井经验公式，由此公式可利用一个单点稳定流测试数据确定气井的绝对无阻流量及预测不同流压下的气井产能变化。同时，又通过对一点法稳定试井指数式曲线的拟合和公式化，导出了改进的一点法稳定试井即两点法稳定试井经验公式，从而达到在不关井情况下，利用日常生产数据随时获得生产管理中所必需的地层压力、无阻流量值。经验证，由经验公式所得值准确度较高，与实测值相对误差小于10％．     

储层条件下煤吸附甲烷能力预测

煤的吸附能力受煤的性质（煤阶、煤岩组分、煤体变形）和环境条件（温度、压力）的控制。探讨储层温度、压力下的煤吸附能力是含气量预测的前提和基础。根据Polanyi的吸附势理论，结合实测等温吸附数据，首先绘制了煤吸附甲烷的吸附势特性曲线，然后建立反映吸附量、温度和压力三者之间关系的数学模型。此模型可在已知某一温度下的吸附等温线时，计算任一温度、压力下煤的吸附能力，也就是储层条件下的理论最大含气量。该模型的建立使得定量评价地质历史时期煤层气的聚集与散失成为可能，并且在沁水盆地东南部得到了成功应用     

DST段塞流的非线性模型及新型典型曲线拟合法

本文考虑了不稳定渗流扩散方程的非线性项，建立了段塞测试的非线性模型，研制了新型典型曲线，并进行了实例应用。     

煤解吸二氧化碳和甲烷的特性曲线及其应用

二氧化碳与甲烷的吸附与解吸机理决定了二氧化碳在煤中的螯合和强化甲烷产出的能力,是近期人们所关注的焦点。根据对大量甲烷和二氧化碳吸附/解吸等温线和吸附特性曲线的研究结果,从吸附势角度探讨了两者的吸附/解吸机理,并将解吸特性曲线归纳为3类：①两者的吸附-解吸等温线不相交,二氧化碳的吸附势大于等于甲烷的,在两者接近的中压阶段不利于注二氧化碳驱甲烷,高压、低压阶段均有利;②因甲烷的吸附-解吸等温线相交造成两者的吸附特性曲线相交,高压下利于注二氧化碳驱甲烷;③因二氧化碳的吸附-解吸等温线相交造成两者的吸附特性曲线相交,高压下利于注二氧化碳驱甲烷。这一结论为二氧化碳驱甲烷实验所证实。吸附势理论的引入为定量评价注入二氧化碳驱甲烷工艺参数和有利储层的选择提供了方法。     

运用MDT测井技术评价储层的有效性

储层的有效性评价是储层评价的重要和核心内容。没有准确的储层有效性评价,最终将会误导射孔、试油及整个完井工作。本文在常规测井定性、定量识别的基础上,运用MDT测井技术对储层的有效性进行评价。