煤层气的复合解吸模式研究

通过分析煤层气的气相及液相吸附特点,论证了煤层气的吸附服从液相吸附规律,讨论了地层原始条件下煤层气的解吸过程,发现其是由气相与液相解吸复合而成的,建立了描述煤层气复合解吸的数学模型.复合解吸受气相解吸、液相解吸以及煤层含水饱和度控制,并存在相转换解吸模式,计算出煤层气复合解吸的静态及动态曲线.研究结果表明:静态曲线表明当煤层含水饱和度由100%减少至60%时,复合解吸量较气相解吸量多36.48%;动态曲线表明在煤层气解吸初期,相转换解吸气量比例为74%;而在解吸晚期相转换解吸气量比例下降至4%.复合解吸同样满足Langmuir规律;早期解吸气的主要来源是由于相转换解吸且解吸量会出现台阶式变化;而在解吸晚期,则主要由气相解吸模式控制,煤层产出气的主要来源是气相解吸和液相解吸.

基于复合解吸理论的煤层气物质平衡方法

通过分析煤层气吸附特点,在液相吸附理论基础上描述了煤层气复合解吸过程。对于初始状态具自由气的煤层,建立了考虑液相吸附及复合解吸的水侵气藏物质平衡方程,并利用气藏A压力对其进行线性化。气藏A压力与H压力下的生产指示曲线差值即煤层气的解吸气量。同时,对于初始状态下没有自由气的煤层气藏,根据King方法建立了考虑复合解吸作用的煤层气物质平衡通式。实例计算表明:该煤层气的物质平衡回归直线过原点,说明在初始状态下并没有自由气;复合解吸下的物质平衡直线斜率较气相吸附的回归直线小,复合解吸对产量的影响更大;复合解吸作用会降低煤层气的可采储量。

煤层气吸附解吸规律研究进展

调研了煤层气吸附理论与实验、水对煤层气吸附-解吸过程的影响与煤层气液-固吸附理论体系等3方面的研究进展,总结了气相吸附理论在煤层气吸附研究中取得的成果以及水对煤层气吸附的影响作用,分析了气相吸附理论在解释煤层气吸附状态时存在的问题,介绍了最新的液相吸附理论及在此基础上的煤层气复合解吸理论。不同相态的水对煤层气的吸附作用不同,煤样含水饱和度较低时,气相的平衡水可以显著降低煤层气的吸附量;当含水饱和度达到一定临界值时,含水量对煤层气吸附量变化的影响不大;而煤样中含水进一步增大时,注水煤样中液相水可以增加煤层气的吸附量煤层气的赋存状态与气相吸附规律并不相符,而煤层气的液相吸附理论可以同时解决煤岩在水环境下生烃的条件及气相吸附没有临界解吸压力的问题;在液相吸附的条件下,煤层气的解吸过程是由气相及液相解吸共同控制的复合解吸过程。

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。