煤層氣滲流特征研究——以韓城地區(qū)3號、5號煤層為例.pdf

1、煤層氣在成藏、賦存、滲流方面都不同于常規(guī)油氣，開采方式與常規(guī)油氣也有明顯不同。由于技術(shù)所限，煤層氣開發(fā)在我國還處于起步階段，國內(nèi)對這方面的研究還較少，對煤層氣開采的許多關(guān)鍵技術(shù)還需要進一步進行研究。特別是對煤層中煤層氣的賦存、滲流機理等方面的認識仍然不足，這些都制約了對煤層氣經(jīng)濟、有效地開發(fā)。所以，探討煤層氣開采過程中滲流問題的規(guī)律和特征，對煤層氣開采技術(shù)的發(fā)展有著重大的理論和現(xiàn)實意義。
　　本文通過收集研究區(qū)已有的煤層基本數(shù)據(jù)，

2、包括巖性特征、地質(zhì)特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征、裂縫割理特征等的資料收集，對該區(qū)進行了全面系統(tǒng)的分析和認識；通過大量實驗研究了在不同條件下對煤層氣儲層滲透率的影響規(guī)律以及不同氣體通過煤層氣儲層的滲透率對比分析；并通過實驗得到了煤層氣、水兩相滲流曲線特征。通過研究得到了以下主要認識：
　?。?）韓城地區(qū)3＃煤與5＃煤主要粘土礦物類型為高嶺石，3＃煤全部為高嶺石，5＃煤還含有少量伊利石，平均為12.67％。高嶺石含量平均為87.33％。

3、　?。?）韓城地區(qū)3＃、5＃煤層深度小于500m，煤層厚度小于10m，3＃煤儲層壓力2.80MPa，5＃煤儲層壓力2.39MPa，壓力梯度6-9kPa/m(<9.30kPa/m)，壓力系數(shù)0.6～0.8，具有欠壓儲層特點。滲透率為0.1～10mD，為低滲儲層。儲層溫度25℃左右，破裂壓力7～9MPa，閉合壓力5～8MPa?？偟膩砜?，該區(qū)煤層的滲透性比較好，有利于氣體的滲流。
　　（3）在煤層氣滲流實驗中，不同的氣體在煤層試樣中的滲

4、流能力有所不同，再考慮到煤層試樣對不同氣體的吸附能力也不相同，通過實驗測得的氮氣滲透率最高，二氧化碳最小，而甲烷氣體居于中間。
　　（4）在煤層氣滲流實驗中，氣體在定壓力條件下，考慮到煤層試樣對不同氣體的吸附能力不同，則不同氣體氣測滲透率所需要穩(wěn)定的時間也不相同，在較低的氣體壓力下（0.1MPa），3＃煤層試樣氮氣測穩(wěn)定所需要的時間最短平均為15min左右，二氧化碳測穩(wěn)定所需要的時間最長平均為45min左右，甲烷需要的平均時間為2

5、5min左右；5＃煤層試樣，氮氣測穩(wěn)定所需要的時間最短為5min以內(nèi)，二氧化碳測穩(wěn)定所需要的時間最長為50min左右，甲烷需要的平均時間為20min左右。
　　（5）在煤層氣滲流實驗中，不同的溫度條件下也會對氣測滲透率的值有影響，溫度越高，滲透率值越高；溫度從5℃上升到15℃，最終測得的滲透率提高了37.7％。
　　（6）在模擬原始煤層氣開采過程的實驗中得到：煤層中水的存在會對煤層氣的開采造成嚴重的影響，不同的氣體在同一飽和

6、壓力下，收集到氣量與吸附能力有關(guān)，吸附能力最強的二氧化碳氣體排出的氣量最多，氮氣最少。
　?。?）在煤層氣、水兩相滲流實驗中，同一塊煤巖心，注入甲烷氣體時，在不同的注入壓力下得到的氣水兩相相對滲透率曲線變化趨勢大致相同，隨著氣體注入壓力的增加，氣相相對對滲透率變化速度較快；當(dāng)注入壓力增大到一定程度時，破壞了束縛的堵塞，某些小孔隙中的地層水也可以參與流動，表現(xiàn)為兩相流區(qū)域相應(yīng)的增大。當(dāng)驅(qū)替壓力從0.2MPa提升到0.6MPa時，3＃