煤层割理研究在韩城矿区煤层气评价中的意义

探讨了煤层割理的成因、分类及主要影响因素,分析了韩城矿区主要煤层割理的发育特征及其对煤层气赋存和开发的控制作用。     

煤层气藏与常规天然气藏地质及开采特征比较

煤层气是一种与煤岩同生共体以甲烷为主要成分,主要以吸附状态赋存在沉积盆地煤层之中的可燃气体,也就是煤矿生产中有名的瓦斯气。煤层气藏作为一种非常规常气藏,从地质成因与特征,储集与开采特征以及储量评价多个方面,与常规气藏有着不同之处,因此对两种类型的气藏进行详细的比较与总结十分必要,同时也为煤层甲烷气开发与开采中的各项研究如煤层气藏工程,煤层气井试井,完井,煤层气藏模拟等奠定了基础。     

热采煤层气藏过程煤层气运移规律的数值模拟

为得到注热开采煤层气藏过程中煤层气的流动规律,以前人实验成果为依据,结合传热学、热力学、弹性力学、渗流力学等相关理论,建立了热采煤层气藏过程中的煤层气热-固-流耦合数学模型,给出了模型中各物理场方程的弱解形式,利用有限元软件进行了单井筒热采煤层气流动规律的数值模拟,分别得出注热10 d、开采100 d后煤层温度场、应力场和气体渗流场变化规律.数值模拟结果显示,向煤层注热后,气体压力较未注热下降幅度增加,井筒气产量在开井初始阶段较未注热增量明显,一定时间后增幅减缓.由模拟结果可以得出,在开采初始阶段,气体吸热后从煤基质内表面解吸能力增强,裂缝内气体浓度增加,渗流能力增强,煤层气井筒产量增加;同时随气体的不断产出,煤层有效应力的增加和温度的降低导致煤层渗透率及孔隙度的减小,造成井筒气体产量减缓.     

煤矿深部开采煤层气含量计算的解析法

针对矿井深部煤层中地温和地应力梯度对煤的孔隙率和煤层渗透率的影响以及煤的吸附特性参数受温度影响变化的特点 ,在矿井深部煤层气压力解析算法的基础上 ,提出了考虑地温和地应力梯度影响的煤层气含量计算的新方法 .现场实测煤层气压力和理论计算的煤层气压力及煤层气含量的对比分析表明 ,该计算方法能较准确地反映现场实测结果 ,从理论上进一步完善了矿井深部煤层煤层气含量的计算方法 ,并对其分布规律的预测具有重要理论价值 .     

超短半径水平井开采煤层气的探讨

超短半径径向钻井系统可以在0.3 m半径的立井井段中,完成从垂直转向水平,保证水平井准确进入目的层,并采用高压水射流破岩形成水平井眼,解决了常规钻水平井技术所遇到的施加钻压困难和钻杆旋转所带来的一系列问题,减少了井下事故的发生并提高了钻井速度.本文通过对超短半径径向钻井系统的基本原理和施工方法的详细介绍,试图把超短半径径向钻井系统这项先进技术作为一个新的技术手段引入煤层气开采中来,以提高煤层气的采出率.     

贵州六盘水煤层气勘探开发有利目标区优选

针对贵州六盘水煤层气富集带,从向斜构造、封闭条件、煤层割理、煤的演化和含气量5个方面探讨了该地区煤层气可能富集高产的原因,认为该区大面积的向斜构造为煤层气富集高产提供了基础条件.根据各向斜煤层气赋存特征及资源状况,并考虑煤层气富集高产有利因素和经济地理条件等综合分析,提出最有利区块4个,有利区块4个.重点评述了格目底向斜和盘关向斜重点勘查目标区的最有利区块.     

超短半径水平井开采煤层气的探讨

超短半径径向钻井系统可以在0 3m半径的立井井段中,完成从垂直转向水平,保证水平井准确进入目的层,并采用高压水射流破岩形成水平井眼,解决了常规钻水平井技术所遇到的施加钻压困难和钻杆旋转所带来的一系列问题,减少了井下事故的发生并提高了钻井速度.本文通过对超短半径径向钻井系统的基本原理和施工方法的详细介绍,试图把超短半径径向钻井系统这项先进技术作为一个新的技术手段引入煤层气开采中来,以提高煤层气的采出率.     

割理方向与煤层气抽放效果的关系及预测模型

以井下地质调查为基础 ,就煤层割理方向性与矿井下钻孔煤层气抽放效果之间耦合关系开展了现场试验 ,并据此建立了煤层气抽放效果预测的数学模型 .结果表明 :垂直面割理方向钻孔的抽放量在任何时刻都明显高于平行面割理方向钻孔的抽放量 ,抽放时间越长 ,两方向抽放量之间差距越显著 ;研究区垂直面割理方向钻孔的极限抽放量是平行面割理方向钻孔的 2 .61倍 ,抽放率高出 4.34倍 ,合理抽放时间在 30 0 d左右 .采用垂直面割理方向布置钻孔的方式 ,可显著地提高煤层气抽放效果 .     

煤层气低速非达西渗流解析模型及分析

基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程,建立了考虑煤层气解吸效应和低速非达西渗流特征的渗流数学模型,推导出全新的煤层气低速非达西径向流压力分布解析解和产能方程,定量计算后对低渗透煤层气产能低和储层难以有效动用进行了理论分析。研究结果表明:1)拟启动压力梯度每增加1kPa/m,储层有效动用半径下降约30%,因此拟启动压力梯度的存在使得井筒外围储层难以有效动用,对煤层气开发影响较大;2)解吸能力每增加1倍,煤储层的有效动用半径增加15%左右,因此煤层气开采过程中储层解吸能力越强,压降效果越好,储层波及范围则越大.     

基于相控的煤层气藏三维地质建模

煤层气藏是一种非常规天然气藏,与常规天然气藏在赋存方式、物性参数以及开发方式等方面存在较大差异。煤层气藏三维地质模型能够精确描述煤层以及物性参数空间分布,推动煤层气藏的认识由定性向定量的转变,对煤层气藏的开发具有重要意义。以澳大利亚B区块煤层气藏为研究对象,综合应用地质、地震、测井、煤岩取芯分析等资料,分析构造解释的煤层层面、测井精细解释结果以及物性参数精细表征结果;借助Petrel三维地质建模软件,以地震解释煤层顶面构造和断层结果为数据基础,以测井煤层划分结果为约束条件,建立B区块构造模型;在构造建模基础上,以测井资料划分的单井岩相数据为基准,建立煤层相模型;煤层气藏物性参数建模以相控建模理论为指导,以煤层气物性参数表征结果为数据基础,实现干燥无灰基含气量、渗透率、密度、灰分含量、饱和度等物性参数空间分布模拟。在建立的三维地质模型基础上,利用煤层气藏储量计算方法,计算B区块地质储量,确定B区块煤层气有利区优选物性参数及标准,划分煤层气藏有利区。煤层气藏三维地质模型为煤层气藏地质储量计算以及有利区筛选奠定坚实的地质基础,同时也为井型选择与井网布置等后续开发工作提供地质依据。     

煤层气储集层的孔隙特征

煤层气储集层即煤层本身,它是一种双孔隙岩石,由基质孔隙和裂隙组成,二者对煤层气赋存、运移和产出起决定作用．本文对这两类孔隙的特征、形成机制及其控制因素、研究方法等进行了详细论述．     

等温吸附曲线方法在煤层气可采资源量估算中的应用

在缺乏煤层气井生产资料的情况下，为了合理利用我国煤田地质勘探中煤层气解吸法所测的煤层气含量，使其计算的煤层气资源量与可采资源量更为接近，根据煤层气解吸特征，煤储层等温吸附特征，通过计算解吸系数，求取煤层气的解吸率．利用等温吸附曲线与煤层气临界解吸压力的关系，估算出煤层气临界解吸压力，并结合煤层气井的枯竭压力，估算出煤层气采收率，进而获得煤层气可采资源量．结果表明，残余气在煤层气开采时基本上是不可能获得的，另外由于生产技术的原因，参考国外煤层气实际生产情况，井深结构所能达到的最低储层压力之下的煤层气也基本上不能被采出．因此通过解吸系数法校正、等温吸附曲线法校正后，计算的煤层气资源量更能反映煤层气的可采潜力．     

沁水盆地南部煤层气藏特征

以油气、煤田和煤层气勘探阶段积累的资料为基础,系统探讨了沁南煤层气藏的特征.通过对气藏静态特征(包括煤层空间几何形态、煤层气成分和含量、储层物性、吸附特征、储层压力及封闭条件)和动态过程(包括煤层气形成、运移和聚集)的分析,指出晚古生代的煤层在经历了印支期和燕山期两次煤化作用生成的煤层气,在喜马拉雅期遭受了严重的调整与改造后逐渐形成现今的沁南煤层气藏.直接控制该煤层气藏中煤层气富集程度的因素为顶底板与边界断层.目前的高产煤层气井基本上都位于地下水滞流区.     

煤层气开发项目经济评价方法与预测模型

根据煤层气开发工程的特点及中国煤层气勘探开发现状，在充分借鉴美国煤层气开发项目经济评价方法和国内有关研究成果的基础上，利用作多年煤层气开发实践经验，建立了一套较为完整的煤层气开发项目经济评价方法和预测模型，并分别从项目投资预测、采气成本计算、产出预测和财务评价等4个方面对此经济评价方法和预测模型加以简要介绍．实际应用结果表明：煤层气开发项目经济评价方法和预测模型是项目决策科学化的重要依据．     

超声热效应促进煤层瓦斯解吸扩散数值模拟

以声场声能转化为热能,提高煤层系统的温度,改善系统的解吸一扩散为基础,将煤样假设为含有大孔隙和微孔隙基质的双重孔隙结构,引入温度对微孔隙扩散系数的影响,提出了利用温度梯度扩散模型建立超声热效应促进煤层瓦斯解吸—扩散的热平衡方程和物质平衡方程,应用Matlab工具实现了声场促进煤层瓦斯解吸扩散的数值模拟。对有无超声作用下,煤层瓦斯解吸一扩散的数值模拟分析得出:超声热效应可以明显地提高煤样的温度,增大微孔隙扩散系数,提高大孔隙游离气的动态百分数,降低微孔隙中吸附气的动态百分数。为超声波促进煤层瓦斯解吸—扩散,提高煤层瓦斯抽采率提供了分析的理论基础。     

非低阶煤煤层气解吸关系研究

煤层气解吸作用的研究可较好地预测产气量和气量持续周期。对当前数个煤层气勘探开发较为活跃地区的煤进行了吸附解吸实验,通过对实验数据拟合分析,得到煤层气降压解吸服从数学模型Vd=adbdp/1+bdp+c。在煤层气井排水降压产气过程中,采用此模型对煤层气的解吸量进行计算,揭示了降压解吸滞后是由于剩余含气量c的存在,解吸量ad与最大含气量amax线性相关,最大解吸率为c/amax,生产上要提高解吸量只能通过改变吸附系统吸附热与解吸速率。通过2口直井与2口水平井的排采实践对本文研究结论进行了验证。     

新集矿区煤层气地面开发技术探讨

作为国家煤层气示范开发区,针对新集矿区的地质条件及煤层气储存特点,选用地面垂直井开发煤层气的工艺技术,通过开发试验现场的＂1＋3＂井组工程的三口试生产井,成功地产出了煤层气,获得了单井最大日产气量3 728m3,排采三年后日产气量仍维持1 000m3。对其中的钻井、储层保护、水力压裂、排水、采气方面的关键技术的研究和实施,建立起一套适用于新集矿区地质条件及中国国情的煤层气钻井、完井、压裂和采气工艺技术。试验区地面垂直井开发煤层气的成功实施,也为矿区治理矿井瓦斯,提供了新的途径。     

煤岩等温吸附曲线特征在煤层气研究中的应用

在煤层气研究过程中,通过对曲线形态进行分析,认为在煤层气开采初期和中期,兰氏体积和兰氏压力越大,对产气越有利,而在开采后期,兰氏压力越小,对产气越有利.同时,也可根据曲线方程估算出煤层气采收率,进而获得煤层气可采资源量.