所屬欄目:礦業論文 發布日期:2017-04-13 15:00 熱度:
煤層氣開采過程是一個極其復雜的系統工程,煤層氣井的產能分析對煤層氣的開發至關重要,通過對煤層氣的研究,我們可以制定出合理的生產制度,才能夠做好施工規模與投資回報率是正比的關系。
《煤》Coal(月刊)1992年創刊,主要刊發煤炭工在高產、高效集改化礦井建設中,各相關領域的理論研究成果、實踐經驗的總結、新技術、新產品的推廣應用等。堅持為社會主義服務的方向,堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導,貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針,堅持實事求是、理論與實際相結合的嚴謹學風,傳播先進的科學文化知識,弘揚民族優秀科學文化,促進國際科學文化交流,探索防災科技教育、教學及管理諸方面的規律,活躍教學與科研的學術風氣,為教學與科研服務。
本文主要對數值模擬法、產能歸一法統計法以及靜態地質參數對比法三種煤層氣產能評價方法進行對比分并對三種方法的優勢和缺陷進行分析。
其產氣量、產水量等受多種因素的影響。煤層氣井產能狀況是煤層氣開發決策和設計的重要依據,也是關乎煤層氣產業能否順利發展的關鍵問題。如何采取有效的方法對煤層氣井產能進行定量預測一直受到國內外學者的關注。以往對煤層氣井產能(主要是產氣量大小) 進行定量預測的主要方法有數值模擬法、物質平衡法和典型曲線法。
一、數值模擬法
數值模擬方法是氣藏工程和數值模擬技術相結合的產能預測技術。該方法的要點是應用數值模擬技術擬合氣藏工程產能研究結果,使氣藏動態模型能較好的模擬不同結構儲層的氣井產能特征,從而獲得較為可靠的氣藏開發指標。20世紀 80 年代至今,煤儲層數值模擬技術的發展經歷了三個階段,考慮的因素逐漸全面,模擬結果逐漸接近于實際。
1.最早的數值模擬技術來源于常規天然氣儲層數值模擬,如 STARS、ECLIPSE、GCOMP 等模型或軟件,只考慮了單孔隙結構、兩相或多氣體成分達西流、瞬時氣流等因素,對吸附性的描述采用的是 K值平衡模型,假設煤微孔隙壁上吸附氣體與孔隙中游離氣體的壓力處于連續平衡狀態。 這類模型忽略了煤層氣解吸過程,不能反映客觀存在的解吸時間,沒有真實反映煤層甲烷賦存、運移的特征,造成預測的煤層甲烷產量高于實際產量,顯然不符合煤儲層的特點。
2.20 世紀 80 年代末期至 90 年代,建立了非平衡吸附動力學模型,先后研發出以 COALGAS、COMET2、SIMEDII 等為代表的煤層氣產能數值模擬專用軟件。其中的動力學模型,考慮了煤儲層雙重孔隙介質、費克擴散定律、朗格繆爾吸附等特性,但對達西流的描述仍只有幾種有限的氣體成分。 由于這類模型考慮了煤層氣吸附特性及由微孔隙到裂隙的擴散過程,較好的反映了煤層氣賦存及運移機理,比平衡吸附模型前進了一大步,模擬結果可靠性大為提高,模擬技術得到廣泛應用。
3.COMET2 等模型盡管得到普遍關注,但仍未能考慮煤儲層某些重要性質對產能的影響,如:應力敏感性造成孔隙體積壓縮,煤層基質收縮或膨脹導致滲透率發生變化,氣體的再吸附、重力作用、溶解氣的影響等。為此,國外研究者進一步注意到煤儲層的三重孔隙結構、雙擴散(兩步擴散)特性、煤基質收縮膨脹效應等特點,建立了一系列新的動力學模型。以此為基礎,研發出 COMET3 專用軟件,兼顧了排采誘導滲透率變化等客觀現象,模擬精度進一步提高。
二、產能歸一法
由于煤層氣排采影響因素的復雜性,用單井的產能來表征區塊的產能存在一定的局限性。本方法以區塊地質條件為基礎,根據劃分的有利區范圍,對有利區同一構造帶內的見氣井排采參數進行歸一化處理。對于單井出現了排采中斷的情況,將排采中斷階段以及重新啟抽后產氣的波動階段剔除,避免排采中斷造成的影響,導致產能歸一化的結果出現較大偏差。經過歸一化處理,做出歸一化曲線,就得出區塊平均產能。
三、靜態地質參數對比法
煤層氣產能地質評價體系研究,目前國內外也做了大量的研究,最有代表性的是中石油趙慶波在沁南地區建立的煤層氣選區評價指標。
以沁水盆地南部以及以及鄂爾多斯盆地東部區塊為例,進行靜態地質條件和產能情況進行對比:沁水盆地南部胡底區塊排采目的層為二疊系下統3號煤層,埋深350-700m,厚度4.6-7.1m,平均厚度6.0m,含夾矸0-1層,厚度0.2-0.6m,煤變質程度為貧煤-無煙煤,滲透率0.257-0.946mD,含氣量9.1-22.28m3/t,平均含氣量11.2 m3/t,綜合評價為較有利-有利區塊,區塊單井最高日產氣大于3000 m3,平均單井日產氣1625 m3。韓城區塊位于鄂爾多斯盆地東南部,相鄰區塊排采目的層為二疊系下統5號煤層,埋深300-1100m,平均厚度4.9m,含夾矸1-2層,厚度0.5-1.0m,煤變質程度為瘦煤-貧煤,含氣量3.18-27.2m3/t,平均含氣量10.51 m3/t,綜合評價為較有利-有利區塊,區塊單井最高日產氣大于3000m3。
四、產能評價對比分析
由于目前煤層氣產能的評價方法尚不成熟,三類產能評價的方法均存在一定的優勢和缺陷:
1.數值模擬法:
該方法適用范圍廣,預測精度隨氣藏模型精度的提高而提高。但煤層的物理模型復雜,模型的建立還不完善;部分數模軟件采用了常規油氣藏模式;數值模擬法進行產能評價的前提是基于對已有一定生產時間的井進行歷史擬合對于排采時間較短的井評價結果準確性不足,但對于進入穩產期較長的井產能評價效果好。
2.產能歸一法
此法依據目前的排采技術條件,早期排采技術的差異性導致單井排采效果差異大,產能評價結果存在一定的誤差,后期排采技術逐步完善,效果逐步提升,此法標定區塊的單井平均產能目前較為可靠,后期隨著排采技術的進步,區塊產能可能進一步提升。
3.靜態地質參數對比法
利用已有的成熟理論和實際經驗,通過將類似地質條件的其他區塊的產能情況與目的區塊進行對比,進行產能預測,但通過地質參數對比,和典型井的排采參數分析,沒有考慮排采技術的對區塊產能的綜合影響,此法標定的產能是區塊的目標產能。
結論
三類方法得出的結果呈現較大的差異性,經過對比分析得出結論,由于數值模擬法本身的缺陷,其評價的結果偏低,靜態地質參數對比法未考慮排采技術的影響,評價結果偏高,產能歸一法對區塊單井的動態參數進行了綜合評價分析,評價的結果目前較為可靠,后期隨著排采技術的進一步完善,評價結果可能進一步提升。
參考文獻:
[1]孫茂遠主編.中國煤層氣開發利用與對外合作[M].北京:煤炭工業出版社,2000 .
[2]錢伯章,朱建芳.煤層氣資源及其利用[J].節能與環保,2006,(12).185-187.
[3]秦勇:中國煤層氣地質研究進展與評價。高校地質學報,2003,9(3),339-350.
[4]劉洪林,王紅巖,寧寧,等.中國煤層氣資源及中長期發展趨勢預測[J].中國能源, 2005, 27(7): 21-26.
[5]張新民、解光新:我國煤層氣開發面臨的主要技術難題。煤田地質與勘探,2002,30(2):19-22.
[6]姜光杰.加快煤層氣產業發展的多層面思考[J].中國煤層氣, 2008, 5(2): 3-5.
文章標題:幾種煤層氣的產能估計方法及應用
轉載請注明來自:http://www.56st48f.cn/fblw/ligong/kuangye/35511.html
攝影藝術領域AHCI期刊推薦《Phot...關注:105
Nature旗下多學科子刊Nature Com...關注:152
中小學教師值得了解,這些教育學...關注:47
2025年寫管理學論文可以用的19個...關注:192
測繪領域科技核心期刊選擇 輕松拿...關注:64
及時開論文檢索證明很重要關注:52
中國水產科學期刊是核心期刊嗎關注:54
國際出書需要了解的問題解答關注:58
合著出書能否評職稱?關注:48
電信學有哪些可投稿的SCI期刊,值...關注:66
通信工程行業論文選題關注:73
SCIE、ESCI、SSCI和AHCI期刊目錄...關注:120
評職稱發論文好還是出書好關注:68
復印報刊資料重要轉載來源期刊(...關注:51
英文期刊審稿常見的論文狀態及其...關注:69
copyright © www.56st48f.cn, All Rights Reserved
搜論文知識網 冀ICP備15021333號-3