火燒煤層提高煤層氣采收率機理研究.pdf

1、我國的煤層變質(zhì)程度高，固定碳含量高，納米級孔隙發(fā)育，吸附能力強，含氣量高，但大孔隙和微裂隙不發(fā)育，宏觀孔隙度低，滲透率低，擴散速率低，導致產(chǎn)量低，低效井比例高，嚴重影響煤層氣整體開發(fā)效益，目前迫切需要針對中國煤儲層的特點探索新技術和新方法，提高煤層氣井產(chǎn)量和采收率。
　　論文通過對我國煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀調(diào)研及煤層氣產(chǎn)出機理等研究的基礎上，提出了一種新的提高煤層氣采收率技術——火燒煤層技術，即利用注氣井向煤層中注入空氣，通過人工點火裝置

2、使煤層局部燃燒，利用井下溫度和壓力傳感器等設備進行實時監(jiān)測，最后達到提高煤層氣采收率的目的。依據(jù)相關實驗和理論，分析了火燒煤層技術提高煤層氣采收率的機理、關鍵技術和可行性，建立了單層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)溫度導熱模型和以IAS多組分吸附理論為基礎的CO2驅氣理論模型，進行了驅氣效果模擬預測。
　　通過研究溫度和CO2對火燒煤層提高煤層氣采收率的作用機理，發(fā)現(xiàn)煤儲層的吸附能力隨著溫度升高而降低；煤儲層的解吸速率隨著溫度升高而增加；煤的擴散系數(shù)

3、隨著溫度的升高呈線性增大趨勢。CO2則通過競爭吸附作用、篩濾置換作用和降壓、增滲、促解吸作用等方面來提高煤層氣采收率。
　　以韓城礦區(qū)為例，采用控制變量法從溫度和CO2兩個因素分別進行火燒煤層驅氣效果的模擬研究發(fā)現(xiàn)：采收率增加幅度隨溫度的升高而增加明顯；加熱半徑越大，采收率增加幅度越大。隨著CO2驅替半徑的增加，采收率隨之增加；隨著CO2濃度的增加，采收率增加幅度增大，但當CO2濃度到達一定值后，隨著其濃度的增加，其值呈現(xiàn)出降低趨