收藏本站
《中国地质大学(北京)》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤储层气体运移特征和CO_2-ECBM数值模拟研究

张松航  
【摘要】:本论文从煤储层孔隙结构、煤储层岩石力学性质入手、通过多种气体的吸附、扩散和渗流实验,研究了煤中气体的“吸附‐扩散‐渗流”过程,最后运用数值模拟方法探讨了CO_2‐ECBM过程中,煤储层物性的动态响应和煤层气的产出特征,对深入研究高煤阶煤层气的产出过程和产能控制作用有重要意义。 压汞和低温液氮法分析表明,柳林和晋城的中、高煤级储层均以小、微孔发育为主,大、中孔含量较低。压汞法获取的体积分形维数可以有效描述大、中孔的孔径分布特征;低温液氮比表面分形维数应该在毛细凝聚为主要吸附作用时计算,其能反映煤岩的吸附性能。煤岩的分形特征与煤岩组分密切相关,受可容纳空间和泥炭堆积速率关系影响,煤相对储层发育有重要的控制作用。煤岩力学参数测试结果表明,晋城地区干燥煤样杨氏模量变化于2.25GPa~9.75GPa,泊松比变化于0.12~0.43。 受高煤阶微孔结构影响,同等条件下煤岩对二氧化碳的最大吸附量略大于甲烷,使用D-A微孔充填模型描述两者的等温吸附曲线,略优于Langmuir吸附模型。氦气在煤储层中的运移存在2MPa/m关键压力梯度,小于该压力梯度时氦气的扩散系数恒定或者为零。氦气、甲烷、二氧化碳在煤岩中的扩散系数都比较小,介于2.78×10~(-8)cm~2/s~ 2.22×10~(-6)cm~2/s,分别使用单孔模型描述氦气和甲烷的扩散、双孔模型描述二氧化碳的扩散、兰氏模型描述水分的扩散有最佳的拟合效果。 兰氏方程可以分别描述煤岩吸附膨胀量与吸附时间和孔压的关系。在围限压力条件下,煤岩吸附气体的膨胀量,远大于煤岩受有效应力增加的收缩量,且吸附膨胀后煤岩力学性质增强。煤岩吸附膨胀效应和有效应力对渗透性影响的实质相同,即煤岩内部的孔裂隙受到力的作用逐渐减小或闭合,使用S‐D模型能够较好的预测渗透性对有效应力和基质收缩/膨胀效应的综合响应。 使用SIMEDWin数值模拟了储层地质条件下晋城无烟煤CO_2‐ECBM过程表明,200m是较经济有效的产注井距;采用CO_2N_2‐ECBM方式时,建议在煤层气开发初期适当增加氮气组分含量,改善储层渗透性,随后采取注入纯二氧化碳方式更加经济有效。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 申建;秦勇;傅雪海;吴财芳;何也;刘正;巫修平;;李口集区块煤储层地质条件及煤层气采收率[J];中国煤田地质;2007年05期
2 梁壮;葛勇;李洁;石兆彬;高晓飞;马宇鑫;;水力喷射径向水平井技术在煤层气开发中的应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年03期
3 吴永平;李仲东;王允诚;;构造抬升过程中煤储层压力的定量分析[J];煤田地质与勘探;2007年02期
4 吴财芳;秦勇;韦重韬;傅雪海;杨兆彪;;沁水盆地南部煤层气成藏的有效压力系统研究[J];地质学报;2008年10期
5 张延庆,唐书恒;华北部分矿区煤储层压力研究[J];地球学报;2001年02期
6 李国富,雷崇利;潞安矿区煤储层压力低的原因分析[J];煤田地质与勘探;2002年04期
7 李仲东,周文,吴永平;我国煤层气储层异常压力的成因分析[J];矿物岩石;2004年04期
8 高灶其;王公洲;;焦作煤田煤层气储气层特征及含气性[J];化工矿产地质;2008年01期
9 刘爱华;傅雪海;张军;周宝艳;彭伦;;峰峰、大城、开平矿区深部煤层含气量预测[J];黑龙江科技学院学报;2009年03期
10 孟召平;田永东;李国富;;沁水盆地南部地应力场特征及其研究意义[J];煤炭学报;2010年06期
11 巫修平;傅雪海;何也;;潘庄井田煤储层渗透率预测[J];黑龙江科技学院学报;2006年02期
12 张明山;;韩城WL1井组煤层气地质特征[J];中国煤炭地质;2009年10期
13 桑浩田;;煤层气储层异常压力形成机制研究[J];科技信息;2010年25期
14 孙文卿;张萼分;吴桁;张永生;张玉东;;淮南矿区剩余煤层气资源可采潜力分析[J];中国煤炭地质;2010年12期
15 刘会虎;桑树勋;李仰民;李梦溪;张建国;安士凯;李军军;;沁南煤层气田开发区块内煤层气生产接替研究[J];中国矿业大学学报;2011年03期
16 张培河;;影响我国煤层气可采性主要储层参数特征[J];天然气地球科学;2007年06期
17 李瑞明;;新疆准南煤田乌鲁木齐矿区煤层气储层特征[J];中国西部科技;2009年16期
18 郭晋宁;李猛;邵龙义;;青海聚乎更矿区煤层气富集条件[J];中国煤炭地质;2011年06期
19 孟召平,彭苏萍,白清昭,靳秀良,张培河;焦作矿区二_1煤储层特征评价[J];中国矿业大学学报;1998年02期
20 彭金宁;傅雪海;;潘谢东区块煤层气富集地质控制因素研究[J];天然气地球科学;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 雷益龙;;焦坪矿区下石节煤矿JPC-01井煤储层基本参数分析[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
2 左景栾;孙晗森;吕开河;;煤层气低密度钻井液技术研究[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年
3 张松航;唐书恒;潘哲军;汤达祯;李忠诚;张静平;;晋城无烟煤CO_2&N_2-ECBM数值模拟研究[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年
4 曾家瑶;吴财芳;;黔西-滇东地区煤储层渗透性特征及其地质控制因素研究[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年
5 尹中山;魏文金;李茂竹;徐锡惠;;四川煤层气勘探开发思路、实践与建议[A];四川省煤田地质局论文集[C];2010年
6 曲延林;闫伟;;依兰煤田煤层气勘探开发成果及前景展望[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年
7 吴见;王赞惟;;准南低煤阶煤层气研究进展及认识[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年
8 张庆龙;吴财芳;;六盘水煤田控气地质因素及煤层气资源评价研究[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年
9 刘亢;;豫北地区煤层气富集成藏模式及其控制因素[A];河南地球科学通报2011年卷(上册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张松航;煤储层气体运移特征和CO_2-ECBM数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 黄华州;远距离被保护层卸压煤层气地面井开发地质理论及其应用研究-以淮南矿区为例[D];中国矿业大学;2010年
3 于洪观;煤对CH_4、CO_2、N_2及其二元混合气体吸附特性、预测和CO_2驱替CH_4的研究[D];山东科技大学;2005年
4 吴宇;煤层中封存二氧化碳的双重孔隙力学效应研究[D];中国矿业大学;2010年
5 张丽萍;低渗透煤层气开采的热—流—固耦合作用机理及应用研究[D];中国矿业大学;2011年
6 张先敏;复杂介质煤层气运移模型及数值模拟研究[D];中国石油大学;2010年
7 雷能忠;芦岭井田煤储层属性预测与随机建模[D];中国矿业大学;2012年
8 赵玉集;三江—穆棱河含煤区煤层气富集规律及开发潜力评价[D];中国地质大学(北京);2012年
9 杨兆彪;多煤层叠置条件下的煤层气成藏作用[D];中国矿业大学;2011年
10 罗陶涛;沁水盆地煤岩储层特征及压裂增产措施研究[D];成都理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈赟;基于低渗透率煤储层的煤层气渗流数值模拟研究[D];北京交通大学;2011年
2 晏海武;煤层气井管内环空中煤粉排出条件的研究[D];中国石油大学;2010年
3 尹俊禄;煤层气井产能预测与增产技术研究[D];长江大学;2012年
4 许春花;沁水盆地和顺区块高煤阶煤储层及可采性研究[D];成都理工大学;2010年
5 马振海;基于层次灰色理论的江西丰城矿区煤层气资源评价[D];安徽理工大学;2012年
6 湛祥惠;煤层气储层水平井钻井过程中储层伤害机理研究[D];长江大学;2012年
7 陈贞龙;黔西滇东地区煤层气富集规律及流体作用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
8 张明;煤层气井下抽采项目技术经济评价理论研究[D];湖南科技大学;2011年
9 高锡擎;淮南谢家集矿区煤层气地质特征研究[D];安徽理工大学;2012年
10 孟彦如;山东省煤层气赋存特征及资源评价[D];山东科技大学;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978