煤储层渗透性研究现状及展望

煤储层渗透率是控制煤层气开采的主要储层参数之一,对研究煤层气的产出及运移规律有着重要意义,总结其影响因素对于有效预测煤储层渗透率、寻找有利勘探区块具有重要的实际价值。在系统整理国内外有关研究资料的基础上,对储层物理模型、煤层气渗流模型、煤储层渗透性影响因素等方面的研究进展进行了梳理总结。对今后的煤储层渗透性研究工作提出了作者的一些看法。     

煤层气储层渗透性影响因素分析

煤的渗透性是控制煤层气在煤储层中流动的最关键参数。探讨煤的渗透率的相关影响因素及其变化规律,对于煤层气的勘探开采及动态开发效果具有重要的现实意义。文章详细分析了裂隙系统、煤岩组分类型、煤的变质程度、有效应力、基质收缩、克林伯格效应等方面对煤储层渗透性的影响。     

保安井田煤层气地质条件与资源量分析评价

在分析阳泉矿区保安井田煤储层特性和含气性的基础上,计算了8号、9号、15号煤层的煤层气资源量;提出15号煤层的煤层气渗透性较低,可能对煤层气抽采带来不利影响;建议注重煤储层渗透性的有效改善,提高矿井的抽采能力。     

煤层气的储层特征及其对煤层气解吸的影响

煤层既是煤层气的源岩又是储集层,煤层气从煤层中的解吸受众多因素影响,其中煤层的储层特征就是其重要影响因素之一。文中从煤储层的孔隙结构特征、渗透性、储层压力、埋藏深度、温度、水分、煤阶和煤岩显微组分等方面,分析了它们对煤层气从煤中解吸的影响,力求为煤层气解吸机理研究和煤层气开采提供一定的理论支持。     

准南煤田煤储层和围岩对煤层气聚集的影响分析

准南煤田煤层气资源量丰富且赋存条件较好,具有重大的研究意义。本文通过煤层气参数井及部分煤矿井的采样测试数据,从煤体结构、煤层裂隙、渗透性、储层压力等方面分析了煤储层特征。在总结准南煤田煤储层及围岩特征的基础上,重点分析了煤储层及其围岩对煤层气聚集的影响,为今后的煤层气开发工作提供依据。     

潘庄煤层气区块15号煤储层物性特征研究

煤储层物性特征是影响煤层气开发成效的关键因素,文章基于潘庄煤层气区块地质、煤层气地质及煤层气勘探开发资料,采用煤层气地质理论对该区15号煤储层物性特征进行了研究。结果表明:研究区15号煤储层具有较好的含煤性和含气性,可为煤层气开发提供较好开发对象和气源保障;煤的孔裂隙系统相对发育,煤层渗透性好、渗透率高,有利于煤层气吸附、储集、扩散及渗流; 15号煤储层地层能量普遍较弱,煤储层压力为"欠压"状态,不利于驱动煤层气高效产出;煤中具有良好的吸附储集煤层气空间,煤对煤层气的吸附能力强、吸附量大,但煤层气解吸速率较低。     

胡底井田15号煤层气储层物性及特征分析

文章从煤层与煤岩、煤层含气性、煤层渗透性、煤储层压力及煤的吸附特性等方面分析了胡底井田内15号煤层的煤层气储层物性及特征。结果得出:15号煤层的煤层气储层物性良好,对煤层气的勘探开发较有利,对后期煤层气开发亦具有一定指导意义。     

沁水盆地煤储层渗透性影响因素研究

渗透率是评价煤储层渗透性的重要参数,通过对沁水盆地煤储层渗透性影响因素的研究,认为渗透率取决于煤层裂隙特别是煤层割理的发育情况,同时煤级控制了煤层割理的发育,后期方解石等地下流体的充填作用对煤储层割理渗透性产生严重的负面影响,而煤岩成分、煤相、矿物质等因素对割理渗透性的作用有限;有效应力、煤层埋深与渗透率呈负指数关系;随着煤层气的开采煤基质的收缩作用增大了煤层渗透性。     

地震技术在煤层气储层研究与物性预测中的应用

随着我国对煤层气勘探开发的重视,煤层气储层的研究也越来越重要,特别是对煤层气储层内部结构特征的精细描述和刻画,以及对煤储层的含气性和渗透性预测,已成为研究的热点问题。由于煤层气藏自身所具有的独特特征,使得常规物理勘探方法难以对煤层气储层进行有效的研究,而地震技术则显示出其巨大优势。如利用地震技术解释煤储层构造;地震属性分析的方法研究薄煤层厚度;叠前AVO反演技术、叠前弹性阻抗(EI)反演技术和叠后波阻抗(AI)反演技术对煤储层含气性的预测;叠前方位AVO反演技术和地震反射层的曲率属性分析技术对煤储层渗透性的预测。经研究及实践表明,地震技术在煤储层研究中的效果明显。     

云南恩洪、老厂矿区地质构造特征及对煤层气储层参数的影响探讨

地质构造和煤储层渗透性是制约滇东煤层气勘探与开发的主导因素，本文试图通过对本区的多期构造活动特征，特别是燕山和喜山期的构造运行、对成煤后期煤储层影响分析研讨，以指导煤层气勘探与开发的有利区决选择和参数井的布置。     

考虑应力敏感性的煤层气井产能模型及应用分析

煤储层应力敏感性是影响煤层气井产能的地质因素,在煤层气井排采过程中如何降低或避免煤储层应力敏感性对煤层气井产量的影响是值得考虑的问题。在对煤储层应力敏感性分析的基础上,推导了考虑应力敏感性的煤层气气井产能模型,提出了用产量降低幅度值(β)描述应力敏感性对煤层气井产量的影响程度,揭示了有效应力对煤储层渗透性和煤层气井产能的影响规律。研究结果表明:煤储层渗透率随有效应力的增加按负指数函数规律降低,在煤层气开发中煤储层表现出明显的应力敏感性。考虑煤储层应力敏感性后,煤层气井的产量低于不考虑应力敏感性的气井产量;随生产压差的增大,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,且煤层气井产量下降幅度β值增大;煤层气井的产量降低幅度β值随应力敏感系数的增大整体呈增高趋势。随着生产压差的增加,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,说明放大生产压差并不能获得最大产量,煤层气开发需要制定合理的生产压差和严格控制排采强度。     

中—高煤阶煤层气系统物质能量动态平衡机制

基于中—高煤阶煤储层欠饱和特性及煤层气井生产数据,以临界解吸压力为关键参数节点,揭示了中—高煤阶煤层气系统物质能量动态平衡机制及其对煤层气开发过程的控制作用。结果表明:基于上述机制可以实现储层压力和含水饱和度实时监测、煤层气井单井可采储量计算、储层渗透率(包括绝对渗透率、相对渗透率、有效渗透率)动态预测、产能动态数值模拟等4方面现场需求;煤储层相对含气量(吸附态气体饱和度)越高,储层压力与含水饱和度下降越快,煤层气越容易解吸产出;临界解吸压力后,煤层气井生产时间越长,储量计算准确性越高;在整个煤层气生产过程中,煤储层渗透率被统一为储层压力的函数,欠饱和相渗曲线能更好地反映煤储层正负效应及气体滑脱效应;在产能预测方面,欠饱和相渗模型较饱和相渗模型更加准确,精确度更高。     

基于流-固-热耦合的深部煤层气抽采数值模拟

为了提高深部煤储层产气规律预测准确性、减小气井设计误差,分析了深部煤储层特征参数随埋深的变化规律,针对目前煤层气研究忽略了温度、地下水等因素问题,基于已建立的深部煤层气抽采流-固-热耦合模型,进行深部煤层气抽采数值模拟,分析不同地应力、初始渗透率、储层压力和温度等深部特征参数以及不同埋深条件下煤层气抽采的储层参数和产气演化规律。结果表明:渗透率变化为地应力增加、温度降低和煤层气解吸引起的煤基质收缩效应与储层压力降低引起的煤基质膨胀效应的综合竞争结果;随着煤层气和水被采出,储层温度降低和煤层气解吸占主导,储层渗透率升高;地应力对深部储层渗透率比例的变化起着主要作用,初始渗透率对产气速率起着控制作用;当煤层埋深小于临界埋深时,产气量随埋深逐渐增加,达到临界埋深后,产气量随埋深逐渐降低;低渗透率是制约埋深超千米的气井高产的关键。     

樊庄区块煤层气井产能差异的关键地质影响因素及其控制机理

以樊庄区块16口煤层气井地质资料、排采资料为依据,分析了该区块煤层气井之间产水量和产气量差异的地质影响因素,并进一步探讨了这种差异的地质控制机理。研究结果表明：产水阶段,地下水流体势通过影响煤层水的流向和煤储层含水量控制煤层气井产水量,渗透率通过影响煤层水在储层中的流动能力控制煤层气井的产水量,煤储层渗透率与地下水流体势的负相关性促进了煤层气井之间产水量的差异;产气阶段,排水降压效果通过影响煤层气的解吸量及气、水两相的饱和度和相对渗透率控制煤层气井之间的产水量和产气量差异;另外,煤层气井连通后出现的气水分异现象,进一步促进了煤层气井之间产水量、产气量的差异。     

寺河井田3号煤层气成藏条件分析

煤层气成藏过程十分复杂且控制因素多,开展煤层气成藏条件分析是煤层气高产富集区预测,提高煤层气勘探开发成效的基本前提。从煤层气的生成、储集和封盖保存条件3方面对寺河井田3号煤层气成藏条件进行了分析研究。研究结果表明,寺河井田3号煤层气成藏条件良好;成煤过程中,煤中丰富的生烃物质在多期热变质作用下,促使了煤生烃,提高了生烃率和生烃量;煤化程度高,煤中微孔裂隙系统非常发育,为煤层气吸附储集成藏提供了大量空间,吸附动能强、吸附量大;围岩的低孔低渗性、适宜埋深、构造封闭性、地下水弱径流及水力封堵性为煤层气成藏提供了良好的封盖保存条件。     

高煤阶煤层气富集机理的深化研究

高煤阶煤层气资源相对丰富是中国煤层气资源的重要禀赋之一,实现高煤阶煤层气大规模商业化开发突破是中国煤层气产业的世界贡献.以沁水盆地为代表的高煤阶煤层气生产基地是目前中国煤层气产量的主体来源,基于沁水盆地等高煤阶煤层气勘探开发工程实践数据和大量研究工作积累,开展了高煤阶煤层气富集机理的系统深化研究.研究工作表明:区域岩浆...     

天荣矿二2煤储层物性及特征

煤储层物性及特征是煤层气地质理论的重要内容,加强其研究对提高煤层气勘探开发成效至关重要。基于天荣矿地质、煤层气勘探及相关测试等资料,采用地质与煤层气地质理论对该矿二₂煤储层物性及特征进行了研究。结果表明:天荣矿二₂煤层物理性质良好,生烃物质丰富;煤层含煤性、稳定性、可采性好,煤层气含量和纯度高,可为煤层气开发提供良好对象和气源条件;煤变质程度高,煤中裂隙相对发育,但其渗透性整体较差,渗透率分异显著且普遍低下;煤储层能量较强且分异显著,煤储层压力状态为欠压—超压型,并以正常—超压煤储层压力状态为主,有利于煤层气高产富集。     

Experimental study on effects of CBM temperature-rising desorption

To study the effects of CBM (coal bed methane) temperature-rising desorption, isothermal adsorption/desorption experiments on three ranks (anthracite, coking coal and lignite) of coal at different temperatures were designed based on the traditional CBM decompression desorption. The experimental results indicate that temperature-rising desorption is more effective in high-rank coal, and ever-increasing temperature of high-rank coal reservoir can reduce the negative effects of coal matrix shrinkage in the process of production and improve the permeability of the coal reservoir as well. It is also revealed that the technique of temperature-rising desorption applied in higher-rank coal reservoir can enhance CBM recovery ratio. This study provided theoretical support for the application of temperature-rising desorption technique in practical discharging and mining projects, which can effectively tackle the gas production bottleneck problem.     

高煤阶煤层气扩散-渗流机理及初期排采强度数值模拟

为了分析排采控制对气井产能的影响,以沁水盆地南部煤层气藏为例,应用分子动力学、岩石力学理论,分析了高阶煤层气扩散、渗流机理;应用Simed软件,分别采用不变渗透率、应力敏感以及考虑割理压缩率变化的S-D渗透率模型,进行了不同煤体结构高阶煤层气井初期排水强度数值研究。研究表明:解吸、扩散、天然裂缝渗流以及压裂裂缝导流等环节需协调作用,才有利于产气;随着排采的进行,扩散系数会逐渐增大,而压裂裂缝导流系数会因有效应力作用、煤粉堵塞等因素而降低;渗透率是影响研究区气井产能的关键因素,渗透率高的产气效果好;构造煤对于初期降液速率较敏感,对较高的导流系数不敏感;原生、碎裂煤对初期降液速率不敏感,但对导流系数较敏感;低渗煤层气井宜采用较低的初期降液速率;高渗煤层气井可以采用较高的初期排采强度持续排出水和煤粉。     

潘庄区块煤层气井层间干扰数值模拟研究

以沁水盆地南部潘庄区块W01井为研究对象,运用Comet3数值模拟软件拟合了3#、15#煤层的实际排采数据,反演了煤储层的渗透率、含气量等煤储层参数,引入干扰系数的概念,采用控制单一变量的方法,讨论了储层参数对层间干扰系数的敏感性,并通过模拟单采、合采条件下煤层气产量及储层压力的变化,探讨了煤层气井排采过程中层间干扰的形成机制。研究表明:合层排采时,层间干扰程度随着煤层气井开发呈现先减小后增大再减小的特点;渗透率、孔隙度、朗氏体积是层间干扰的主要影响因素,原始储层压力的影响较小。