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分形特征研究

为分析不同粒度构造煤的孔分形特征,采集河南省平顶山煤田东部十矿构造煤样品,破碎筛分成不同的粒度区间:1.0~0.5 mm、0.50~0.25 mm、0.25~0.15 mm、0.15~0.09 mm、0.09~0.075 mm,进行低压N_(2)吸附测试。根据分形FHH理论,通过低压N_(2)吸附的p/p_(0)<0.45、p/p_(0)≥0.45区间分别确定分形维数D_(1)、D_(2),表征孔表面形态粗糙度、孔结构规则性。结果表明,不同粒度构造煤具有不同的分形维数,D_(1)、D_(2)的变化范围分别为2.6166~2.7789,2.4997~2.5537。平均孔径是影响分形维数的重要参数,平均孔径降低,D_(1)减小(孔表面形态越平滑),D_(2)增加(孔结构越不规则);2~5 nm孔是控制分形维数的关键指标,2~5 nm孔增多,D_(1)减小,D_(2)增加。研究成果可为构造煤的吸附性分析和安全开采提供理论参考。

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。