※煤层气开采技术难点与现状讨论※

夏骄阳

问题二：煤层气的吸附与渗流机理
    目前，普遍的观点认为：煤层气是以自生自储为主的，以溶解态、游离态、吸附态三种形式储集在煤储层中，并且以吸附态为主（90%以上都是吸附态）。煤层气主要吸附在煤岩基质表面或微孔隙中，少部分以游离形式存在于煤层割理、裂缝中，少部分以溶解状态存在于煤层水中。
    吸附量与煤的比表面积、温度、压力有关，这种吸附是通过分子间的引力实现的，是可逆的物理吸附。煤的比表面积相当大，采用 CO2 做介质测得的表面积大体为 50～200cm¬2/g,这也是煤对煤层气有着强烈吸附能力的原因所在。

    煤层气渗流机理：
    通常是：降压后，气体先从煤基质表面解吸，再在煤基质和微空隙中扩散，后在割理系统中符合达西渗流的方式流动。即通过 “解吸—渗流—扩散” 来实现。
    其流动三个阶段，即：单向流，非饱和流状态和饱和两相流状态。如下图：


    另外，煤层气产出分三阶段：
排水降压阶段（Ⅰ）：井筒周围压力下降，气产量增加，水产量减小，这一阶段持续的时间取决于排水速度的大小。

稳定生产阶段（Ⅱ）：煤层气处于最佳解吸状态，气产量相对稳定，而水产量下降出现产气高峰期，这一阶段持续的时间取决于煤层气含量。

气量递减阶段（Ⅲ）：气、水产量都不断下降，直至产少量的气和微量的水。这一阶段持续的时间很长。
   如图所示：

    顺便比较下煤层气的吸附与解吸过程，以方便大家理解：
   

夏骄阳

年纪大了，不会电脑，不懂得排版，还请多多包涵！

石油换食品

mossini 发表于 2012-6-14 17:11
5.其他理论及现场开采过程中遇到的问题
求教煤层气开采过程中的套压控制如何操作，和控制在多大范围内最好 ...

您对套压控制有什么看法呢，我也在思考套压的问题

mossini

石油换食品 发表于 2012-7-9 13:43
您对套压控制有什么看法呢，我也在思考套压的问题

目前我还没有琢磨清楚，按道理说油嘴来控制，但是换后的效果根本无法确定，通俗点说，有的井高套压换大油嘴，基本压力没有降，有的井高套压换大油嘴，压力却大幅度下降，不知道什么原因，我在阿果发帖求助过，回答的令我不怎么满意，原帖地址http://www.agoil.cn/bbs/read-htm-tid-288499-page-1.html

石油换食品

我觉得你说的现象可以这么来理解
1.不同的井，稳定套压越高当然产气越高，因为高套压代表高产气潜势，这是搞勘探的和搞开发的都乐意看到的
2.同一口井，不同生产阶段套压与产量的关系可能不同，我认为增大油嘴或者调大针型阀一般都会导致产量的暂时增加。这个操作如果调节得当，使气井能在更高的套压水平上达到稳定，这应该是有利于产气的，也许试油试气工作就是要达到这个目的。这个操作也有风险，就是可能导致气井产量接下来逐渐下降，或者下降到一个更低的水平稳定下来，这是否意味着气井的生产能力不足以保持这个这个油嘴的量。

jiangyounan

个人根据区块内煤层气井开采现状，分析认为一般中高煤阶煤层气区块内影响单井产能最重要的地质控制因素：含气性+煤体结构。
1、含气性包括含气量、气体成分等，含气量是单井产量的基础。含气性受构造、围岩条件，水动力条件、煤储层吸附性能、煤储层压力系统、煤岩、煤质等因素控制；
2、煤体结构包括原生结构煤、碎裂结构煤、碎粒结构煤、糜棱结构煤，其中碎裂结构煤由于割理发育程度适中，强度较大，因此一方面易于压裂造缝，裂缝扩展较远，泄气面积较大，且在优化后排采制度下出煤粉几率较小；另一方面该煤体结构具有一定原始渗透率，压裂改造后渗透率进一步增大。煤体结构主要受构造部位、应力场、断裂构造、煤相等因素控制；
当然单井产量不光受地质条件控制，工程因素如钻井、固井、压裂、排采等过程都对煤层气井产能产生一定影响，有时甚至是毁灭性的。
总之，相比常规储层，煤层更为敏感，从井位部署到地质设计至完井再到压裂改造后排采这一系列过程都得重视。

yajie17

有谁对深层煤层气的开发有研究？

石油换食品

yajie17 发表于 2012-8-2 22:16
有谁对深层煤层气的开发有研究？

深部煤层气开发又是一个领域，国内矿大秦勇教授为首的团队介入较早，近年来做了不少工作，成果颇丰，进展明显。近期有篇石油学报的大作已见刊，楼上可以参考

wtwz0618

zjmzhangmk 发表于 2012-4-26 18:52
请问水文钻孔中水位是相对于煤层底板？0高程面？还是埋深？数据大致在0-120之间

水文钻孔，为了分层取得不同深度含水层的水质、水量及动态资料。水位是相对于井口，从井口算起的深度，水位是经抽水试验或者物探方法确定的含水层位置，一个钻孔中可能有多个含水层，每个含水层水位的确定都需要经过分层止水、抽水、稳定水位等一系列工作然后后与物探结合最终确定含水层位置。

eastfire

个人认为目前影响我国煤层气产量的原因有以下几点：
1. 煤岩渗透率极低。美国的某些区块的煤岩渗透率最高可达几十个渗透率，而我国煤岩渗透率基本是~10mD；
2. 压裂工艺和技术；
3. 排采过程中煤粉堵塞的问题