赵庄3^(#)煤层与成庄3^(#)煤层中甲烷扩散特性的分子模拟

针对赵庄矿与成庄矿煤层气产量差异显著的问题,采用分子动力学方法研究了赵庄3^(#)煤层和成庄3^(#)煤层中甲烷的扩散特性,并计算了赵庄3^(#)煤层和成庄3^(#)煤层中甲烷的扩散系数与扩散活化能。结果表明:温度越高,煤中甲烷的扩散效果越好;相比于赵庄3^(#)煤层,成庄3^(#)煤层中甲烷的扩散系数更高,扩散效果更好;通过康纳利测定,得知成庄3^(#)煤层的孔隙度更高,约为赵庄3^(#)煤层的1.2倍,这是它扩散效果更好的一个重要原因;甲烷在赵庄3^(#)煤层中所需的扩散活化能比成庄3^(#)煤层更高,其扩散更加困难。

成庄区块3号煤层煤层气储层特征

对成庄区块3号煤层的煤岩特征、含气性、渗透性、煤储层压力及煤的吸附特性等储层参数进行了测试与分析。结果表明,3号煤层厚度大,为煤层气的生成提供了大量的物质基础,煤的高变质进一步提升了煤层气的生气率,使得区内煤层含气量高、煤层气资源储层丰度较好,可为煤层气开发提供较好的资源条件;煤层孔隙度低,孔隙以微孔和过渡孔为主。煤中裂隙主要为微-小裂隙,中裂隙次少见,未见大裂隙和巨型裂隙。煤中孔裂隙常见被无机矿物质充填现象,彼此连通性较差,在一定程度上影响了煤层渗透性,后期可通过人工储层改造措施,提高煤层的增透导流能力;煤层压力状态以略欠压状态为主,其压力正效应有助于煤层气在煤中的吸附保存,但对其煤层气开发排水降压的时间和难度均相对正常压/超压煤层时间长和难度大;煤层的略欠饱和状态,进一步增加了排水降压的难度和影响着煤层气的最终采收率。研究结果,可为区内煤层气开发和矿井瓦斯治理提供可靠技术参数。

基于低温液氮吸附实验的成庄井田3号煤孔隙特征研究

煤的孔隙特征控制着煤的吸附、扩散和渗流特性,采用低温液氮吸附实验对成庄井田3号煤孔隙特征进行了研究。结果表明:煤中孔径小于4 nm的孔隙多为一端开口孔,孔径大于4 nm的孔隙多为两端开口的孔、墨水瓶孔和少量一端开口的孔;煤中孔隙主要为过渡孔和微孔,大孔、中孔不甚发育,使得煤孔比表面积相对较大、孔容相对较小,有利于煤层气的吸附、凝聚储集和扩散运移。

基于压汞法的成庄井田3号煤孔隙特征研究

煤孔隙特征是煤储层物性特征的关键参数之一,控制着煤层气赋存、运移和煤层气开发效果。采用压汞法对成庄井田3号煤孔隙进行了深入和系统研究,结果表明:成庄井田3号煤孔隙形态基本一致,以一端封闭的不透气性孔隙为主;煤中过渡孔和微孔最为发育且所占比例较高,煤总孔隙面积和比表面积较大;煤中有效孔隙不甚发育,煤的孔隙度较低;孔隙大小对孔容控制显著,孔隙越大煤的孔容越大,反之亦然。

成庄井田3号煤层气成藏条件分析

煤层气藏具有自身的成藏特征和形成条件,是煤层气勘探开发的重要研究内容之一。文章从煤层生烃、煤层气储集和盖层封闭保存条件三方面对成庄井田3号煤层气成藏条件进行了分析。结果表明:成庄井田3号煤层气具有良好的“生”、“储”、“盖”成藏条件。煤化过程中,大量有机显微组分和热变质作用为煤层气成藏提供了良好生烃条件,是煤层气成藏的基础;煤中大量微观孔隙发育,为煤层气吸附储集提供了大量空间,吸附能增强,吸附煤层气量增大,为煤层气成藏提供了保障;适宜的埋深、一定厚度泥质类围岩、构造封闭性好、地下水弱径流和滞留状态为煤层气起到了良好的封盖保存条件,是煤层气成藏的根本。