煤层气解吸特征研究进展

煤层气解吸特性是煤层气开发和储层模拟的关键。根据近年来发表的煤层气领域的文献资料研究了煤层气解吸特征的研究进展,论述了煤层气解吸的基础理论、变化规律、煤层气解吸参数的变化态势及煤储层物性和地质因素对煤层气解吸的影响,指出了煤层解吸特性研究目前存在的不足,对煤层气解吸特性研究进展予以总结,并对其发展进行初步分析。     

沁水盆地南部煤层气解吸影响因素及数值模拟

以沁水盆地南部晚古生界山西组3#煤层、石炭系太原组9#煤层和15#煤层为主要目的煤层,在总结煤层气解吸影响因素条件的基础上,从地质和工程2方面出发,结合数值软件模拟计算,研究了煤厚、有效埋深、孔隙度、渗透率、含气量、含气饱和度、煤储层温度、压裂以及井距对煤层气解吸的影响,探讨了沁水盆地南部煤层气解吸影响因素特征及其对煤层气井产能的控制作用。     

新疆低煤阶煤层吸附能力对煤层气开发影响因素分析

煤的吸附特征是评价煤储层储集特征、煤层气解吸、扩散和渗流的基础,吸附-解吸性能对煤储层含气性和煤层气井的产能具有重大影响,是评价煤储层开发潜力的重要参数。通过采集样品采用等温吸附实验获取煤储层吸附参数,评价新疆主要煤田煤层的吸附特征,发现新疆煤层以低煤阶为主,低煤阶煤储层储气能力较好,且易于解吸,有利于煤层气的开发,煤层气开发潜力好,希望对新疆低煤阶煤层气开发具有指导意义。     

地应力对煤层气勘探与开发的影响

地应力是指岩土体内一点固有的应力状态, 煤层气是一种以吸附状态为主储存于煤层及其围岩中的非常规天然气。我国煤层气勘探与开发还处于初级阶段,而地应力对煤层勘探与开发有十分显著的影响,其影响主要包括以下三个方面：（1）地应力对煤储层渗透性、储层压力的影响;（2）地应力对煤层气的吸附、解吸、扩散和渗流的影响。地应力增加,储层压力增大,煤层吸附气体的量增多,但渗透率降低,给煤储层的排水、降压及煤层气的解吸、运移、产出造成一定困难;（3）地应力对天然裂缝目前在地下的附存状态及有效性,以及人工压裂裂缝的形态和延伸方向的影响等。所以十分有必要系统论述地应力对煤层气勘探与开发的影响。     

延川南地区古生界煤层气控制因素分析

以延川南地区古生界含煤地层中煤层气为研究对象,在含煤地层地质特征研究的基础上,对大量测试数据进行系统的统计整理,从煤层厚度、埋深、储层压力、煤体结构、渗透率等方面,分析了煤层气的产能控制因素,认为山西组是主要的含煤地层,也是煤层气的主要赋存层位,一定煤层厚度是煤层气形成的基础;储层压力及解吸压力与煤层气产能呈正相关,埋深过大会影响气产量;块状碎裂煤体及良好的渗透率都是高产的关键因素;结合生产实际,建立了研究区煤层气有利区划分标准,为进一步开发方案的制定提供了依据。     

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。     

韩城矿区中高阶煤储层煤层气可解吸性及其影响因素研究

以韩城矿区煤心解吸数据为基础,分析了中高阶煤储层中煤层气解吸特征及规律,探讨了解吸特征与煤的变质程度、显微组分、工业组分等之间的关系。结果表明:研究区煤层气可解吸率介于13%~72%之间,5号煤层解吸速度最大;煤层气解吸具有阶段性,解吸速度的降低主要由煤储层含气量的变化引起,初始解吸速度及其衰减特征与煤岩孔隙结构及其连通性有关;可解吸率在区域上受埋深的影响,数据较为离散;可解吸率与煤变质程度相关性不明显,但随灰分产率增加而显著降低,随水分含量增加显著升高;镜质组含量的增加可以提高煤层气解吸率,而惰质组则相反。薛峰地区的5号煤层和11号煤层、王峰南部和魏东西部的5号煤层、魏东南部的11号煤层可解吸率较高,均大于50%,有利于煤层气的开发。     

煤层气储层渗透率影响因素研究

煤层气储层渗透率是煤层气开发生产的关键参数之一。在深入分析煤层气的解吸过程和煤储层孔隙特征的最新研究成果基础上,对与煤层气储层渗透率相关的主要影响因素进行了系统分析,发现:大量水排出后会形成大量与裂隙相连的孔隙,对煤层气的渗透率造成重要的影响;煤层的成熟度不仅对煤层气储层的孔隙结构造成影响,同时对孔隙表面的粗糙度也有一定的影响;克林伯格效应对煤层气储层的渗透率影响可以不在研究范围内;甲烷的溶解度随无机质离子的含量增大呈现一种先增大后减小的趋势。     

煤层气/页岩气开发地质条件及其对比分析

从煤层气、页岩气基本概念入手,系统分析了煤层气/页岩气开发地质条件,主要包括成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件3个方面,进一步对煤层气/页岩气开发地质条件进行了对比分析,揭示了煤层气/页岩气开发地质条件的共性和差异性。煤层气/页岩气赋存于煤层/页岩中的一种自生自储式非常规天然气,其富集成藏主要取决于“生、储、保”基本地质条件是否存在、质量好坏以及相互之间的配合关系。在一定埋藏深度范围内煤层气/页岩气都发生过解吸-扩散-运移,并普遍存在“垂向分带”现象,有机质演化程度越高解吸带深度越小,风化带越深解吸带深度越大,解吸带内煤层气/页岩气富集在一定程度上服从于常规天然气的构造控气规律;原生带内煤层气/页岩气富集却可能更多地受控于煤储层/页岩层的吸附特性。不同赋存环境条件下所形成的煤/页岩储层差异性大,使煤/页岩储层中吸附气和游离气相互转化,导致煤层气/页岩气成藏类型、规模和质量等方面的差异性。影响煤层气开发的主要地质因素有：煤层厚度及其稳定性、含气量大小或煤层气资源丰度、构造及裂隙发育与渗透性和煤层气保存条件等方面;影响页岩气开发的主要地质因素包括页岩厚度、有机质含量、热成熟度、含气量、天然裂缝发育程度和脆性矿物含量等。     

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。     

四川煤层气井施工的问题与对策

在四川施工了5口煤层气井(其中参数井4口),各项参数反映四川煤层气具备了开发和小井网试采的储层条件。但在施工中存在钻探进度慢、测试坐封选层难、井斜控制难、煤层对比和采取率不甚理想、煤储层污染严重等问题。通过分析,提出采用"三开"井身结构、防斜打直、进一步开展大口径绳索取心的攻关、储层保护等建议,以推进四川煤层气的勘探开发中钻探技术上的保证。     

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。     

煤层甲烷碳同位素与含气性关系

煤层气甲烷碳同位素值是反映煤层气成因及赋存条件的有效参数。通过对沁水盆地沁南东区块煤层甲烷碳同位素和煤储层含气性测试资料分析,剖析了3号煤层甲烷碳同位素分布特征,建立了煤层甲烷碳同位素与镜质组反射率、煤层埋藏深度和煤储层含气性之间的相关关系和模型,揭示了煤层甲烷碳同位素分布的控制机理。研究结果表明:本区3号煤层自然解吸气甲烷碳同位素为-28.89‰~-53.27‰,平均-36.48‰。与全国其他地区同等演化程度的煤层气相比总体偏重,表现出煤层具有较好的保存条件;3号煤层甲烷碳同位素与镜质组反射率和煤层埋藏深度之间呈对数函数关系,且随着镜质组反射率和煤层埋藏深度增加而变重,与全国煤层甲烷碳同位素统计规律一致,主要受控于煤层气形成的热动力学机制之下的同位素分异效应和煤层气解吸—扩散—运移过程中甲烷碳同位素的分馏效应;煤层甲烷碳同位素与煤储层含气性之间存在相关性,且随着煤层气含量、煤储层压力和含气饱和度增加,3号煤层甲烷碳同位素也相应变重,且呈对数函数关系,反映控制煤储层含气性的因素与控制煤层甲烷碳同位素的因素存在一致性。     

沁水煤田东北部15号煤储层物性及特征研究

基于沁水煤田东北部煤层气开发资料,采用煤层气地质理论和数理统计方法,对研究区15号煤储层物性及特征进行了分析。结果表明,煤层的稳定可采性,为煤层气开发的提供了良好储层条件。煤的高变质及差异,使得煤岩类型及组分有所不同|煤层高含气量,为煤层气开发提供了良好气源条件。欠压煤储层,使得煤层气的压力吸附正效应、驱动煤层气产出的动能均较弱且煤层含气饱和度较低,不利于煤层气井的高产、稳产和采收率的提高|煤中孔裂隙较发育,但连通性差。过渡孔高度发育,为煤层气储集提供了有利空间。小-微型裂隙发育,但充填较严重,煤层渗透率较低|吸附时间较长,不利于煤层气井高产和缩短煤层气开发周期。     

煤层中水-气两相流体渗透性影响因素分析

煤层气储层的渗透性是反映煤层中气、水等流体的渗透性能的重要参数,决定着煤层气的运移和生产。应用煤岩学的方法,从原地应力、有效应力,煤层埋藏深度与原始储层压力,天然裂隙和压力变化等几个方面,对影响煤层渗透率的因素进行了分析、探讨,得出了煤层渗透率与原地应力、有效应力存在相关性,渗透率随煤层埋藏深度的增大而减小、随原始储层压力增大而降低,天然裂隙发育有利于提高渗透性,在开采中受克林肯伯格效应、基质收缩及有效应力影响的结论,为预测煤层气储层的渗透性提供了依据。     

煤与煤层气共采的研究进展与面临的问题

介绍了世界上当前煤层气的应用现状和研究进展;阐明了我国煤与煤层气共采技术的发展阶段,论述了当前实现煤与煤层气共采技术的理论基础;分析了我国煤与煤层气共采面临的新问题,指出了煤与煤层气共采技术的重点研究方向。     

平煤十二矿构造煤煤层气特征研究

文章以平煤十二矿煤样为例,分别进行了压汞实验和等温吸附—解吸实验,从构造煤的孔隙结构特征及构造煤对煤层气吸附—解吸的影响来研究十二矿构造煤煤层气特征。本次研究结果如下:①构造煤孔隙结构多以小孔和微孔为主,有利于煤层气的吸附;②煤体结构破坏越严重,对煤层气的吸附越弱;③常温下,煤层气吸附—解吸可逆。研究结果表明平煤十二矿有利于煤层气的开发。     

800m以深直井煤储层压裂特征分析

以沁水盆地800 m以深煤层气井为例,统计归纳了深部煤层地质特征,分析了与之对应的压裂难点;通过统计10口采用活性水压裂技术且产气效果显著提升的深煤层气井的压裂数据,总结了现有技术体系下深煤层直井压裂施工参数特征,分析了导致深部煤层气藏压裂施工中压力异常偏高的因素,提出了深部煤层气藏开发对策。结果表明:深部煤层气藏的高温、高压、高地应力的地质环境、较差的储层物性以及较强的非均质性等特征,使得现有压裂技术体系在适用性和有效性上面临严峻挑战;增产效果较好的深部煤层气直井,普遍采用大液量注入,同时控制砂比在15%左右;压裂时压力异常偏高是受到压裂液性能、地层微裂缝、储层岩性、钻井液污染及煤粉堵塞等因素的影响;未来应对深部煤层气藏的开发,除了要对活性水压裂技术进行优化,还有赖于压裂理论的发展和新型压裂材料的研制。     

依兰矿区煤层气赋存条件分析

介绍了依兰矿区聚气地质因素以及煤储层特点,并结合对该区煤层气含气性要素的分析,阐述了煤层气赋存条件,并说明该区为煤层气开发前景较好区域。     

注气开采煤层气技术浅谈

注气开采煤层气技术是开采煤层气的新技术。依据吸附平衡理论,向煤层中注气可加快吸附煤层气解吸速度,从而提高煤层气采气速率和回收率。推导了自然降压开采和注气开采煤层气时最大理论回收量和回收率的计算公式,利用这些公式可以评价注气效果和选择注气种类。