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煤系气合采产层贡献及其预测模型

李国璋  
【摘要】:客观确定合采产层组中不同产层的产气贡献,是提高多类型煤系气合采效益的首要基础。面向这一产业迫切需求,依托国家科技重大专项示范工程,分析了鄂尔多斯盆地东北缘临兴-神府地区上古生界煤系气生产地质特征,探索了合采过程中气水分配规律及层间干扰机制,建立了合采贡献预测数学模型。分析测井响应,结合煤与岩石的变温变压电阻率、含水声波及等温吸附实验,建立了煤系储层物性和含流体性解释模型,据此分析了煤系致密砂岩气与煤层气合采地质特征。建立了煤层气与煤系致密气合采的产水量模型,结合敏感性实验,构建了合采储层兼容敏感性评价方法。认为适应于合采的临界生产压差(上限)、临界矿化度(下限)对于4+5#煤层与山1段至本1段砂岩的组合分别为5~8 MPa和30000ppm,对于8+9#煤层与山1段至本1段的合采组合分别为5 MPa和30000~40000ppm。开展变进气压力及渗透率的合采物理模拟实验,揭示了合采过程中气体流量的动态变化规律以及层间干扰发生机制,建立了合采产层组中单层储层压力贡献率、渗透率贡献率与层间干扰强度的数值关系。发现在煤层气与煤系致密砂岩气的三层合采过程中,只有当低压层的储层压力贡献率28%及低渗层的渗透率贡献率16%时,层间干扰才不会发生。挖掘研究区不同合采产层组生产信息,识别出解吸型、解吸-游离型、游离-解吸型、游离型四种合采产气曲线类型,进而建立了基于分峰拟合的产气贡献劈分方法,确定了典型井合采产层组中游离气与吸附气的产量贡献。以此为基础,建立了煤系致密气-煤层气合采井产能预测模型,分析了煤与砂岩不同空间叠置组合下同井接替合采过程中产气量的动态变化,发现煤层与砂岩层的渗透率、排采影响半径差异以及煤层临界解吸压力是影响合采产量贡献率的关键因素。


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