煤层气井排采阶段储层渗透率动态变化特征

煤储层渗透率是决定煤层气井产能的关键参数,以鄂尔多斯盆地延川南煤层气田2号煤储层为例,根据不同煤体结构煤储层性质,通过物质平衡方程确定煤层气井排采阶段煤储层压力,基于P&M渗透率模型分析煤层气井排采阶段储层渗透率动态变化特征。结果表明,原生结构煤储层、碎裂煤储层的杨氏模量大,煤基质收缩效应占主导地位,煤储层渗透率增加,压降径向传播距离长,排泄半径有效延伸,提高了煤层气井产能;原生结构煤储层单位压降渗透率增加量高于碎裂煤储层,具有更高的煤层气井产能;原生结构煤储层渗透率主要受产气量控制,碎裂煤储层渗透率受产气量、产水量共同控制;碎粒煤储层的杨氏模量小,有效应力效应占主导地位,煤储层渗透率降低,主要受产水量控制,压降径向传播距离短,排泄半径未有效延伸,抑制了煤层气井产能。该研究可为不同煤体结构煤储层的煤层井排采制度优化提供理论依据。

不同粒度构造煤的孔结构特征研究

煤的孔结构特征是影响煤层气吸附的关键参数,构造煤的煤体结构破碎,煤粒径变化范围大,明确不同粒度构造煤的孔结构特征对瓦斯赋存规律研究具有重要意义。以河南省平顶山煤田东部十矿采集的构造煤为研究对象,将构造煤样品破碎筛分为5个粒度:1.0~0.50、0.50~0.25、0.25~0.15、0.15~0.09、0.090~0.075 mm,通过低压N_(2)吸附测试表征不同粒度构造煤的孔结构特征。结果表明,不同粒度构造煤的低压N_(2)吸附/脱附等温线为Ⅳ型,滞后回线为H3型,BET比表面积、BJH孔体积的变化范围分别为0.6926~1.3416 m^(2)/g、0.00349~0.00722 cm^(3)/g。构造应力作用破坏煤体结构,完整的孔结构被破坏,部分超微孔喉被移除,可接触的中孔、大孔增加,BET比表面积、BJH孔体积随着煤粒度的降低而增大。为准确表征构造煤的孔结构特征,应选择不同粒度的构造煤进行分析,研究可为构造煤的吸附性和煤与瓦斯突出分析提供重要指导。

鸡西盆地主力煤层水可动性及其孔渗控制

水可动性是影响煤层气产出的重要因素,分析孔渗对水可动性的作用对鸡西盆地煤层气开发具有重要意义。以鸡西盆地不同矿区主力煤层为研究对象,开展了低场核磁共振(NMR)及渗透率实验,同时,结合称重测定煤样含水饱和度的方法,分析了煤层孔渗特征对煤中水可动性的影响。结果表明:①研究区煤样中吸附孔较为发育,平均占比为58.36%;渗流孔和裂隙发育程度相当,平均占比分别为21.23%和20.41%,且两者之间连通性较好;②确定了煤样达到束缚水状态的离心力为1.38 MPa,此压力下煤中可排出半径约0.1μm半开放或开放孔隙中的可动水。煤样可动水饱和度为27.84%~60.87%,平均值37.86%;束缚水饱和度为39.13%~72.16%,平均值62.14%,可动水含量相对束缚水含量较低。随着离心压力的增加,可动水首先沿着大裂隙流动,随后经过渗流孔流出,束缚水主要存在于吸附孔中,需要克服较大的毛细管阻力,难以流动;③尽管煤样变质程度相近,但其内部水的可动性及赋存状态存在明显差异,这可能是造成同一区块不同煤层气井气水产出差异的原因之一;④研究区煤中半径>1000 nm段孔喉越发育、煤岩渗透率越大,煤的可动水饱和度越高,水在其中越容易流出;煤中半径0~100 nm段孔喉越发育,煤的可动水饱和度越低,水在其中被束缚而难以流动。