非达西渗流效应对低渗气藏水平井产能的影响

页岩气及其成藏条件概述

页岩气及其成藏条件概述 2010年7月，在四川川南地区中国石油集团公司第一口页岩气井（威201井）顺利完成加砂压裂施工任务，标志着中国石油集团公司进入了页岩气的实战阶段。页岩气是一种非常规天然气资源，其储量巨大，有关统计表明全球页岩气资源量约为456.24×1012m3。较早对页岩气进行研究的是美国和加拿大，这些国家在勘探和开发中都取得了丰富的成果，形成了较为完备的页岩气系统理论，进入了快速的发展阶段；而我国对页岩气的勘探开发还在初级阶段，研究相对程度相对落后，但我国页岩气资源量也十分丰富（预测为30-100×1012m3）。据有关专家介绍，随着我国经济发展对油气资源的需求，页岩气将是我国今后油气资源勘探和开发的重点。 1 页岩气及其特点 1.1 页岩气储量 从世界范围来看泥、页岩约占全部沉积岩的60%， 表1 世界较大页岩气储量地区表(×1012m3) 其资源量巨大。全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋地区、拉美、前苏联等地区（表1） 在我国的松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源的分布。其中，四川盆地的古生代海相沉积环境形成的富有机碳页岩与美国东部的页岩气盆地发育相似。仅四川川南威远、泸州等地区的页岩气资源潜力（6.8-8.4×1012m3）,相当于整个四川盆地的常规天然气资源的总量。 1.2 页岩气及特点 页岩是由固结的粘土级的颗粒物质组成，具有薄页状或薄片层状的一种广泛分布的沉积岩。页岩致密且含有大量的有机质故成暗色（如黑色、灰黑色等）。在大多数的含油气盆地中，页岩既是生成油气的烃原岩也是封存油气的盖层。在某些盆地中，如果在纵向上沉积较厚（几十米-几百米），横向上分布广泛（几百-几万平方公里）的页岩同时作为了烃原岩和储集岩，且在其内聚集了大量的天然气，那就是页岩气。 所谓页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩，因热作用和生物作用而形成了大量储集在页岩裂缝、孔隙中的且以吸附和游离赋存形式为主的天然气。与常规储层天然气相比，页岩气具有独特的特点（表2）。表2 常规储层天然气与页岩气对比表 成因类型热成因、生物成因及石油裂解气热成因、生物成因

煤层气渗流规律及其实验方法研究

煤层气渗流规律及其实验方法研究 一、引言 渗流力学是研究多孔介质内流体流动规律及其应用的科学。自1856年Darcy 提出线性渗流定律以来，渗流力学就一直在不断地发展，并逐渐与其他学科交叉，在能源、资源的开发与利用以及工程建设中得到了非常广泛的应用。渗流力学最先应用在水利工程和地下水资源开发等领域；随后又成为石油和天然气工业的一项基础理论。 随着煤层气这一新型清洁能源的重视与开发，渗流理论又应用在煤层气的开发与利用中。煤层气渗流力学是研究煤层内瓦斯压力分布及其流动变化规律的理论，是由渗流力学、煤地质学、固体力学及采矿学等学科互相交叉渗透发展形成的。自煤层气渗流力学创立至今深受有关研究人员的关注，尤其自20世纪80年代以来发展更为迅速，表现在：应用范围更广；基本理论不断深化；研究手段及方法不断现代化。 二、煤层气渗流规律研究内容及现状 煤层气的渗流理论可分为线性渗流理论，非线性渗流理论，地球物理场效应的渗流理论和多煤层瓦斯越流理论，下面依次对其研究内容及现状做一简要介绍。 （一）线性渗流理论 1、线性渗透理论 为了适应采矿采煤业的大力发展，控制瓦斯技术已成为当时研究的关键技术之一，早在20世纪40年代末，前苏联学者就已经建立起考虑吸附煤层瓦斯作用的瓦斯控制方程[式(1) ]。在我国，周世宁院士等[1]首先进行了将达西定律应用于煤层瓦斯流动理论的开拓性研究，认为煤层瓦斯的流动基本符合线性渗流规律，其观点对煤层瓦斯渗流的应用和瓦斯动力学研究具有相当重要的指导意义。 v k p n μ?=-? （1） 式中：v 为流速；k 为煤层的渗透率；μ为瓦斯黏度系数；p 为瓦斯压力；p n ?为瓦斯压力在流动方向上的偏导数。 此外还导出了瓦斯流量方程[式(2) ]： p q n λ?=-? （2） 式中，q 为瓦斯流量；λ为煤层透气系数。 20世纪80年代，多位研究者在修正和完善数学模型、流动方程方而开展了相应的工作。由于大多数井下瓦斯流动都可简化为一维的平行流动和径向流动的有限流场、无限流场或其组合，为此，郭勇义等[2]针对一维流动，结合相似理论提出了修正的流动方程。谭学术等[3]利用渗流理论和热力学理论，提出了应用真实气体状态方程(而不是理想气体状态方程)的煤

1 煤层气水平井钻井工程作业规程

煤层气水平井钻井工程作业规程 The Operation Regulation of Coalbed Methane Horizontal Drilling 1 范围 本标准作为中联煤层气有限责任公司（以下简称中联公司）企业标准，规范了煤层气水平井钻井工程作业全过程的程序和要求。包括水平井钻井工程设计、钻前准备及验收、水平井井眼轨迹控制作业、水平井测量作业、水平井完井作业、水平井钻井工程质量要求、健康、安全与环境管理（HSE）要求、水平井钻井工程资料汇交要求等六项内容。 本标准适用于煤层气勘探开发过程中水平井钻井工程的设计、施工作业、工程质量要求、资料汇交和验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 Q/CUCBM 0301 煤层气钻井作业规程 GB/T 8979 污水排放要求 GB/T 11651 劳动保护用品 SY/T 5172 直井下部钻具组合设计方法 SY/T 5272 常规钻井安全技术规程 SY/T 5313 钻井工程术语 SY/T 5322 套管柱强度设计推荐方法 SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法 SY/T 5358 砂岩储层敏感性评价实验方法 SY/T 5396 石油套管现场验收方法 SY/T 5411 固井设计格式 SY/T 5412 下套管作业规程 SY/T 5435 定向井轨道设计与轨迹控制 SY/T 5526 钻井设备安装技术、正确操作和维护 SY/T 5547 动力钻具使用、维修和管理 SY/T 5618 套管用浮箍、浮鞋 SY/T 5619 定向井下部钻具组合设计作法 SY/T 5672 钻井井下事故处理基本规则 SY/T 5724 套管串结构设计 SY 5876—93 石油钻井队安全生产检查规定 SY/T 5957—94 井场电器安装技术要求 SY/T 5958 井场布置原则和技术要求 SY/T 5964 钻井井控装置组合配套规范 SY/T 6075 评价入井流体与多层配伍性的基础数据 SY/T 6228—1996 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐方法中第八章和第10.5、10.6款 SY/T 6283—1997 石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南 SY/T 6426 钻井井控技术规程 3水平井钻井工程设计

页岩气特点及成藏机理

页岩气特点及成藏机理 ---陈栋、王杰页岩气作为一种重要的非常规油气资源，随着能源资源的日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，其重要性已经日益突出。随着国家新一轮页岩气勘探开发部署的大规模展开，正确认识和掌握页岩气的成因、成藏条件等知识，对于今后从事页岩气现场录井的工作人员提高录井质量具有较好的指导意义。 1.概况 页岩气（shale gas）是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。其形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩烃源岩地层中。 2.特点 2.1 页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间；以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地

的有利目标。页岩气的资源量较大但单井产量较小，美国页岩气井的单井采气量为2800-28000m3/d。 2.5 在成藏机理上具有递变过渡的特点，盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区，页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。 2.6 原生页岩气藏以高异常压力为特征，当发生构造升降运动时，其异常压力相应升高或降低，因此页岩气藏的地层压力多变。 2.7 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点—-大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。 3.成因 通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气；热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。相对于热成因气，生物成因的页岩气分布极限，主要分布盆地边缘的泥页岩中，在美国研究比较深入的五个盆地的五套页岩中，密执安盆地和伊利诺斯盆地发现了生物成因的页岩气藏，并且是勘探目标中的主要构成(Schoell，1980；Malter 等，2000)。 3.1 生物成因

煤层气数值模拟

煤层气藏数值模拟 By gulfmoon79@精准石油论坛目录 1. 煤层气藏开发生产特点 2. 煤层气流动机理 3. 煤层气藏几个重要参数 3.1 孔隙度 3.2 煤层渗透率 3.3 变煤层渗透率 3.4 相对渗透率曲线 3.5 煤层厚度 3.6 煤层气连通性 3.7 煤层气含量 3.8 煤吸附能力 4. 模拟煤层气藏 4.1 变黑油模型 4.2 单孔介质模型 4.3 双孔介质模型 4.4 多孔介质模型 4.5 黑油模型 4.6 组分模型

前言 煤层气藏与常规气藏的最主要区别在于煤层气是以吸附状态吸附在煤基质微孔隙的表面，在生产过程中，当气藏压力下降到临界解析压力，煤层气从煤基质解析出来，通过煤基质扩散到煤裂缝，然后从煤裂缝流入到生产井。煤裂缝通常初始充满地层水，其中可能存在自由气，但一般不会超过储量的1％。而常规气藏气体是以自由气状态储存在气藏孔隙，气体在孔隙间的流动是达西渗流。 煤层气藏数值模拟模型需要模拟煤层气从煤基质解析然后扩散到煤裂缝的流动机理，这是与常规模拟模型的主要不同。常规模拟模型只描述流体在储层中的渗流，而煤层气模型需要描述煤层气从煤基质解析，煤层气扩散到煤裂缝，煤层气在煤裂缝间渗流以及从裂缝流入到生产井。 煤层气数值模拟模型可以采用单孔介质模型，双孔介质模型以及多孔介质模型。对流体的描述可以采用黑油模型或组分模型。单孔介质模型一个网格中的孔隙部分代表煤裂缝，非孔隙部分代表煤基质，煤层气从煤基质实时解析，与煤裂缝自由气达到瞬间平衡。双重介质模型包括基质网格以及基质网格对应的裂缝网格。模型基质网格描述煤层基质，基质网格提供气源，在开采过程中随着压力下降，气体从基质网格解析然后扩散流动到裂缝网格。模型裂缝网格描述煤层裂缝，流体在煤层裂缝渗流，然后流入到生产井。多孔介质模型可以将煤层基质划分为多个模型基质体系，然后模拟基质体系间的流动特征。在实际工作中最常用的是双孔介质模型。 煤层气组分主要是甲烷，在我现在工作的煤层气藏，甲烷含量占98％以上，只含有很少量的氮气和二氧化碳。因此煤层气模拟模型采用黑油模型。有些煤层气藏氮气和二氧化碳含量很高，可以高达50％以上，而且分布不均匀，这时需要用煤层气组分模型。如果采用注气提高煤层气产量的开采方法，也需要应用组分模型。 下面我们详细介绍煤层气藏开发生产特点，影响煤层气产能的几个重要参数，煤层气流动机理以及如何模拟煤层气藏。

低渗非达西渗流特征及影响因素

《高等渗流力学》读书报告 ----低渗非达西渗流特征及影响因素 姓名: 张恒 学号：2010050031 专业：石油与天然气工程 教师：鲁洪江（教授）

低渗非达西渗流特征及影响因素 1 选题依据及研究现状 1.1选题依据 随着中国石油工业的发展,低渗透油藏在开发中所占的比例越来越大。低渗透油藏是我国今后乃至相当长一段时间内增储上产的主要资源基础。要合理高效地开发这些低渗透油藏,就需要充分合理的认识低渗透油藏本身所具有的特殊规律及其特性参数,并准确地描述低渗透油藏的渗流规律. 1.2研究现状 国内很多研究人员从实验方面发现了低渗透油藏的启动压力和非线性渗流规律的存在,从理论方面提出了描述启动压力和非线性渗流的模型[1]。但是,非线性渗流和启动压力梯度的存在并没有得到国内外学术界的普遍认可。反对者的意见是,引起低渗透油藏非线性达西流和启动压力的原因均为理论推测,而无充分的微观实验科学依据;在流速很低的情况下,受测量手段和如蒸发等现象的影响,对流速和压力的测量误差很大[2] 1.3 主要的参考文献 [1] 王正波,岳湘安等.影响低渗透油藏低速非线性渗流的实验研究[J].矿物学 报,2008,28(1),48-54. [2]王慧明,王恩志等.低渗透岩体饱和渗流研究进展[J].水科学进展, 2003,14(2): 245 [3]辛莹娟.低渗透非达西渗流研究[J].西部探矿工程。2010（10）:115-117 [4]中国“八五”科技成果.低渗透油层多相渗流机理[M].北京:科学出版社,1996 [5]闫庆来,何秋轩,任晓娟,等.低渗透油层中单相液体渗流特征研究[J].西安石油学院学 报,1990,5(6):1-6. [6]吴景春,袁满,张继成,等.大庆东部低渗透油藏单相流体低速非达西渗流特征[J].大庆石油 学院学报,1999,23(2):82-84 [7]阮敏,何秋轩.低渗透多孔介质中新型渗流模型[J].石油勘探与开发,1996

气藏评价指标

气藏经营管理水平评价试行技术规范 2007年12月

气藏经营管理水平评价技术规范 一、各类气藏涵义 1、干气藏 储层气组成中不含常温常压条件下液态烃（C 5以上）组分，开采过程中地下储层内和地面分离器中均无凝析油产出，通常甲烷含量＞95%，气体相对密度＜0.65。 2、湿气藏 在气藏衰竭式开采时储层中不存在反凝析现象，其流体在地下始终为气态，而地面分离器内可有凝析油析出，但含量较低，一般小于50 g/m 3。 3、凝析气藏 在初始条件下流体呈气态，储层温度处于压力—温度相图的临界温度与最大凝析温度之间，在衰竭式开采时储层中存在反凝析现象，地面有凝析油产出，凝析油含量一般＞50 g/m 3。 4、中高渗断块砂岩气藏 是指平均空气渗透率≥10×10-3μm 2、平均每个断块含气面积＜1.0km 2的小断块砂岩气藏。 5、低渗断块砂岩气藏 是指平均空气渗透率＜10×10-3μm 2、平均每个断块含气面积＜1.0km 2的小断块砂岩气藏。 6、断块砂岩气顶 是指油气藏范围内平均每个断块含油气面积＜1.0km 2、含气面积系数＜0.5、天然气储量系数＜0.5的砂岩油藏气顶。 = 油气叠加总面积 含气面积系数含气面积

7、低渗块状砂岩干气藏 是指平均渗透率＜10×10-3μm 2的块状砂岩干气藏。 8、裂缝—孔隙型低渗砂岩气藏 是指基质平均空气渗透率＜10×10-3μm 2、具裂缝—孔隙双重介质渗流特征的砂岩气藏。 9、深层低渗砂岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥3500 m —＜4500 m 、平均渗透率＜10×10-3μm 2的砂岩凝析气藏。 10、超深层缝洞型碳酸盐岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥4500m 、以缝洞型碳酸盐岩（块状或层状）为主的碳酸盐岩凝析气藏。 11、超深层砂岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥4500m 的砂岩凝析气藏。 12、低渗致密砂岩岩性气藏 是指空气渗透率＜0.1×10-3um 2 、孔隙度＜10%、以岩性圈闭为主的砂岩气藏。 二、评价参数及计算方法 1、气藏—是指单一圈闭中具有统一压力系统和统一气水或气油界面的天然气聚集。包括纯气藏、油田气顶气藏、凝析气藏等。 2、开发单元—指具有独立层系井网的、有连续完整开发数据的计算单元。 3、开发管理单元—是指以开发单元为基础，把同一构造、气藏类型相同、 = 原油地质储量＋折算成当量油的天然气储量 天然气储量系数 按当量油折算的天然气地质储量

北美典型页岩气藏岩石学特征_沉积环境和沉积模式及启示

第29卷 第6期2010年 11月 地质科技情报 Geolog ical Science and Technolog y Information Vol.29 No.6Nov. 2010 北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和 收稿日期:2010 04 27 编辑:杨 勇 基金项目:国家自然科学重点基金(石油化工联合基金)项目(40839910);中国石油化工股份有限公司科研项目(J 1407 09 KK 0157)作者简介:杨振恒(1979 ),男,工程师,主要从事石油地质综合研究工作。E mail:yan gzhen hen g2010@https://www.wendangku.net/doc/9d6968767.html, 沉积模式及启示 杨振恒,李志明,王果寿,腾格尔,申宝剑 (中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151) 摘 要:北美典型页岩气藏赋存的泥页岩主要为细颗粒沉积,呈暗色或黑色薄层状或块状产出。页岩气储层无机矿物成分中硅 质含量较高,含有黄铁矿、磷酸盐矿物(磷灰石)、钙质和黏土矿物。具有相对高有机质质量分数,代表了富有机质的缺氧的沉积环境。不含或者含较少的陆源碎屑输入。有机质类型以 和!型干酪根较为常见。生物化石碎片在页岩层中比较常见,化石碎屑的类型多样化。重点剖析了福特沃斯盆地Barnett 页岩的沉积发育模式,福特沃斯盆地是一狭长的前陆盆地,主要沉积区离物源区较远,Barnett 页岩沉积于较深的静水缺氧环境,沉积速度缓慢(饥饿性沉积),最终形成富含有机质的Barnett 页岩。常见生物化石碎片,但缺少生物扰动遗迹,推测盆地中大部分的生物化石为外部输入的结果。上升流作用致使磷酸盐矿物(磷灰石)发育。北美典型页岩气藏的岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积发育模式可以用来指导我国页岩气勘探,黔南坳陷下寒武统黑色高碳质页岩系、二叠系吴家坪组和四川广元 绵竹地区下寒武统泥页岩具有和北美典型页岩气藏可类比的岩石学特征、沉积环境和沉积模式,可作为页岩气勘探的优选区域。 关键词:页岩气;岩石学特征;有机碳含量;沉积环境;沉积模式 中图分类号:T E122.115 文献标志码:A 文章编号:1000 7849(2010)06 0059 07 近年来,页岩气在北美特别是美国得以成功地勘探和开发,引起了广泛的关注。国内外学者从页岩气系统出发,对页岩气成藏的有机碳质量分数、成熟度、裂缝系统、温度、压力、抬升与沉降史以及吸附 机理等进行了深入的研究[1 7] ,但是,对页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境和沉积模式研究还较少涉及。页岩气藏发育的泥页岩具有独特的岩石学特征,识别不同的岩石学特征是评价页岩气成藏条件、原地含气量和资源量的关键。在页岩气开发阶段,识别不同的岩相是实施开发方案的基础。在福特沃斯盆地,识别Barnett 页岩岩性是页岩气评价中关键的步骤[8]。笔者根据北美页岩气研究的最新成果,就页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境及福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式进行讨论。北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式对我国页岩气研究和勘探同样具有指导意义。 1 典型页岩气藏岩石学特征 页岩气作为非常规天然气资源,其勘探、开发思 路和方式与常规油气资源有明显的不同之处。研究 表明,沉积物的岩石学特征是页岩气成藏的重要控 制因素[8 10] ,主要包括泥页岩的构造和粒度特征、有机碳质量分数、岩石矿物组成、生物化石特征等。1.1岩石构造和粒度特征 页岩气藏发育的泥页岩主要为暗色或黑色的细颗粒沉积层,呈薄层状或块状。德克萨斯州福特沃斯盆地Bar nett 页岩及其上下相邻地层由不同的岩相组成,Barnett 页岩及上下相邻地层可识别出3种 岩性[9] ,分别为薄层状硅质泥岩、薄层状含黏土的灰质泥岩(泥灰)和块状灰质泥粒灰岩。但是,主力产气层位上Barnett 页岩和下Barnett 页岩以层状硅质泥岩为主,主要由细微颗粒(黏土质至泥质大小)的物质组成(图1)。Barnett 页岩缺少粗粒的陆源碎屑物质,表明地质历史沉积时期这一地区离陆相物源区较远,属饥饿性沉积,最终形成了层状的Bar nett 页岩沉积充填样式。富页岩气前景的英属哥伦比亚西北部Baldo nnel 层Ducette 组地层被称之为暗色的以石英为主的细粒页岩,主要由多样的放射性的、碳质的含黏土的灰岩和细粒粉砂岩组成。1.2岩石矿物质量分数 页岩气储层无机矿物成分中硅质质量分数较高,另外还含有方解石和长石等矿物。所含硅质主

天然气分布规律及页岩气藏特征

天然气分布规律 辽河盆地的天然气在纵向上和横向上分布都很广泛。在横向上，由于气体形成的途径多于油的形成途径，气体的分布区域远远大于油层的分布；在纵向上，自目前勘探的最深部位到浅层均有气体存在，含气层系多，自下而上发育了太古界、中生界和新生界。特别是第三系自沙四段到明化镇组各层段均有气藏存在，沉积环境和演化史的特征，造成天然气原始组分富烃，贫H：S，少CO：和N2。 辽河断陷广泛发育多期张性断裂，把二级构造带切割成复杂的断块油气田。受构造、断裂活动影响，造成多次油气聚集、重新分配而形成多套含油气层系。 通过天然气的地球化学研究，结合盆地地质背景，天然气有如下分布规律：1．自生自储的天然气垂向分布 以自生自储为主的天然气层，自下而上分布有侏罗系的煤型气、正常凝析油伴生气、正常原油伴生气、生物一热催化过渡带气和生物成因气等。其特征主要是613C，依次变轻。侏罗系煤型气主要分布在深大断裂边缘，仅处于侏罗系发育的地区，如东部凹陷三界泡地区。正常凝析油伴生气主要发育在有机质埋深达到高成熟阶段的地区，主要为各个凹陷的沉降中心部位，如整个盆地的南部地区及东部凹陷北部地区。正常原油伴生气在整个盆地均有分布，主要是与原油伴生的气顶气和溶解气。生物一热催化过渡带气主要发育在有机母质埋深浅于3000m 的未成熟和低成熟阶段，并有良好的盖层发育的地区，部分地区的局部构造亦可形成小型气藏，在盆地的大部分地区均有分布，主要在东部和大民电凹陷的有利地区。生物成因气理论上在整个盆地浅层都存在。因此，只要有良好的储盖组合，在整个盆地中都可望发现生物成因气藏。 总体来看，三个凹陷中，大民屯凹陷以成熟阶段的石油伴生气和生物一热催化过渡带气为主．有少量生物成因气。东部凹陷在不同的构造部位分布不同类型的气体，中生界发育并位于深大断裂边缘的地区，有煤型气和深源气的存在。南、北凹陷深部位置，主要是高成熟和成熟的热催化一热裂解气。而凹陷中部广泛发育生物一热催化过渡带气。在构造高部位有利地区，发育有较可观的生物成因气。西部凹陷主要发育热催化一热裂解气，特别是凹陷南部沉降中心处，热裂解形成的正常凝析油伴生气更为广泛。在有机母质埋深浅的部位发育生物一热催化过渡带气。当然，如果存在有利的储盖组合，生物成因气的存在勿需置疑。 2．断裂构造导致天然气广泛运移 广泛发育的断裂构造，使大多数天然气发生不同程度的运移，造成天然气更加广泛、更加复杂的分布格局。断裂构造或不整合面为气体运移通道，形成新生古储的古潜山油气藏。天然气的垂向和侧向运移，造成了大面积浅层气藏的形成。这部分气体的气源岩母质类型、演化程度，特别是天然气同位素组成特征均与原生气藏一致。最明显的差别是甲烷含量相对高，重烃含量低，愈向浅层，甲烷含量愈高，反映运移的地质特点是由斜坡低部位向高部位甲烷含量升高，由低台阶向高台阶甲烷含量亦升高，如兴隆台气田不同台阶的天然气组分由下到上变干。曙光一高升油气藏也有类似分布。在大民屯凹陷东部浅层及东、西部凹陷的大部分地区浅层干气也是运移形成 3．天然气藏类型分布 构造运动造成了多套油气层和多种类型的储集层，形成了多样的天然气藏类型，根据控制油气的主要因素，可以划分出四大类油气藏：(1)构造油气藏，包括背

煤层气扩散与渗流特性

第四章煤层气扩散与渗流特性 煤层是多孔介质，煤层气穿过煤层孔隙介质的流动机制可以描述为三个过程，即：由于压力降低使气体从煤基质孔隙的内表面上发生解吸；穿过基质和微孔扩散到裂隙中，扩散作用是由于在基质与裂隙间存在的浓度差引起的；在压力差作用下以达西流的方式在裂隙中渗流。这三种作用是一个互为前提并且连续进行的统一过程，不能割裂开来单独进行。 第一节主要内容： 一、煤层气扩散特征： 气体穿过煤基质和微孔的扩散流动时由于体积扩散（分子与分子间的相互作用）、克努森扩散（分子与孔壁间的相互作用）和表面扩散（吸附的类液体状甲烷薄膜沿微孔隙壁的转移）共同作用的结果。当孔隙直径大于气体分子的平均自由运动路程时，以体积扩散为主；当孔隙相对于气体分子的平均自由运动路程较小时，以克努森扩散为主。各种类型的扩散流动都是气体随机运动的结果。 二、煤层扩散性影响因素 从气体的流动特征来考察煤层扩散性的影响因素。煤是一种双孔隙介质，气体在裂隙（割理）系统中为达西流，在煤基质块中为扩散流。 扩散系数是物质的一种传递性质，其值受温度、压力、混合物中组分浓度的影响，同一组分在不同的混合物中其扩散系数也不一样。扩散系数的值越大，扩散性越好。 扩散系数和形状因子的测定是相当困难的，从实用的角度，一般可用吸附时间来近似的表示扩散作用进行的快慢。吸附时间是一个特征时间。其确切的物理意义为：总吸附气量（包括残留气）的63.2%被解吸出来所需的时间。吸附时间是表征气体从煤基质中解吸出来快慢的定量指标，可作为表征气体从储层中扩散出来快慢的近似指标。 第二节主要内容： 一、煤层气渗流特征： 一般认为，在中孔（直径大于100nm）以上的孔隙和裂隙中，气体的流动为渗流，并且可能存在两种方式，即层流和紊流。 二、煤层渗透性影响因素 煤层是一种典型的双重孔隙介质，包括基质孔隙和割理两个系统。由于基质孔隙平均直径通常很小，渗透率很低，为10-9~10-12m2，可视为零；而割理的渗透率一般在0.1×10-3~50×10-3m2之间。因此煤层的渗透性主要取决于割理系统的渗透性。所以，研究煤层渗透性影响因素，实质上就是分析割理、裂隙的发育程度（包括数量和规模）、连通性及开启程度。 1、煤体结构 煤体结构是指煤层经过地质构造变动后煤的结构和构造的保留程度。在煤田地质界对煤的结构和构造的定义为：煤的结构是指煤的组成成分的各种特征—包括形态、大小、厚度、植物组织残骸以及它们之间数量关系的变化等，煤的构造是组成成分之间的空间排列和分布特点以及它们之间的相互关系；它们都是煤的

煤层气储层渗透率影响因素研究

煤层气储层渗透率影响因素研究 发表时间：2018-06-19T16:35:29.853Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：张龙[导读] 摘要：面对国家能源结构调整和社会对环境保护的需求，国家相关部门对煤层气提出了更大的指导规划和更积极的财政补贴政策，使得我国煤层气勘探开发又进入一次新的发展时期。 新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队 830009 摘要：面对国家能源结构调整和社会对环境保护的需求，国家相关部门对煤层气提出了更大的指导规划和更积极的财政补贴政策，使得我国煤层气勘探开发又进入一次新的发展时期。 关键词：煤层气；渗透性；影响因素 引言 目前，中国多数煤层气单井产量不高，衰减快，除了渗透率低这个客观因素外，一个很重要的原因就是对煤储层渗透率变化特征认识不全面，国内有关此类报道较少，因此加强煤层气储层的渗透性及其开发过程中动态变化特征的研究势在必行。笔者在总结前人研究的基础上，系统全面分析了煤层气储层的渗透性的相关影响因素及其变化规律。 1煤层气解吸过程 目前煤层气开采和实验研究普遍采用基于气相吸附理论的吸附—解吸模型，认为煤层中的水不利于甲烷的吸附，但实际情况是注水煤样中的液态水的存在反而增加了甲烷吸附量，符合液相吸附理论的特征，而且煤层气液相吸附的模式符合煤层气实际生产规律，可以将煤层气的解吸分为以下几个阶段：地层水脱气阶段、液相解吸阶段、气相解吸阶段和复合解吸阶段。根据液相吸附理论，煤基质（颗粒）和CH4分子是非极性分子，H2O分子是极性分子，因为二者极性不同，H2O分子将进一步推动CH4分子向煤基质方向移动，而煤基质（颗粒）与CH4分子的极性相近趋于相互吸附，使得CH4分子以高于气相吸附程度的形式更加密集地排列到煤基质（颗粒）表面，如图1所示。 根据煤层气的吸附理论，在开展排水采气作业时，由于地层水在甲烷未饱和阶段，所以煤层气井只产水不产气；当水量排至甲烷浓度和溶解度相同时，再降低压力时煤层的吸附甲烷才开始解吸，并且地层水开始脱气；水中的甲烷浓度降低，液相解吸也逐渐开始；随着地层压力的进一步降低，气相解吸出的甲烷不断进入煤层的孔隙和裂缝，产气量进一步增大；当压力降低到一定程度时，由液相解吸出来的一部分气体会出现气相吸附的现象，被称为复合解吸阶段，当液相解吸出来的甲烷无法被气相吸附时，气相解吸就会进一步释放大量的甲烷，使得煤层气的产量进一步增大，如图2所示。当然，并不是所有煤层气井的生产过程都是严格地按此流程进行，具体也要根据煤层气储层的压力、地质、生产流程等多种因素来进行分析。

煤层气定向羽状水平井钻井技术研究

作者简介:黄洪春,1966年生,工程师;1986年毕业于重庆石油学校钻井专业,现从事煤层气研究与试验工作,已发表论文 10余篇。地址:(065007)河北省廊坊市万庄44号信箱。电话:(010)69213379。 Ο加里?特瑞特.新型水平定向钻井系统.煤矿区煤层气项目投资与技术国际研讨会论文集.2000年9月北京。 煤层气定向羽状水平井钻井技术研究 黄洪春　卢明　申瑞臣 (中国石油勘探开发研究院廊坊分院) 黄洪春等.煤层气定向羽状水平井钻井技术研究.天然气工业,2004;24(5):76～78 摘　要　从煤储层特性分析入手,讨论了现有煤层气井增产技术的不足,阐述了用特殊的羽状水平井来提高煤层气单井产量的有利条件。并通过室内实验和研究,介绍了煤层气定向羽状水平井的设计方案、钻井关键技术和主要工具结构原理,提出了在国内现有技术与装备条件下相应的实施方案和建议。所述技术对中国煤层气的开发具有实际应用价值。 主题词　煤层气　羽状水平井　设计　钻井技术 煤层实施羽状水平井的有利条件 由于垂直井贯穿煤层割理系统长度有限(通常为煤层厚度),而煤层气藏基岩渗透率很低,为获得经济产量需要对煤层实施增产措施。从我国煤层气试验井来看,先后试验了水基压裂液压裂、CO 2泡沫压裂、裸眼洞穴等多种增产技术措施。 对各向异性的煤层气藏压裂水力裂缝方位研究表明,水力裂缝通常沿与面割理(煤层主应力和渗透率方向)平行方向延伸,不能充分地进入煤层深部。加之煤层机械强度低、易压缩,压裂裂缝难以控制,压裂砂易嵌入煤岩使其对煤层的支撑效果大大降低,并有可能在裂缝周围形成一个屏障区。从8口裸眼洞穴完井的试验情况来看,因造洞穴方式和施工工艺的不同,未达到改善近井地带渗透率而使增产效果差。 理论研究和常规油气储层实践证明,当储层纵横向渗透率比值大于0.1时钻水平井效果显著,其产量可达直井的3～10倍,煤层气储层渗透率完全符合该条件。 要在渗透率较低的煤储层中获得经济的煤层气产量,需要更多的煤层裸露和割理系统沟通才能实现,而羽状分支水平井可以做到这点。 综上所述,煤层气储层具有钻羽状水平井有利 的条件。 煤层气定向羽状水平井设计 所谓羽状分支水平井是指在一个主水平井眼两侧再侧钻出多个分支井眼作为泄气通道,分支井筒能够穿越更多的煤层割理裂缝系统,最大限度地沟通裂缝通道,增加泄气面积和气流的渗透率,使更多的甲烷气进入主流道,提高单井产气量。 1.煤层气羽状水平井完井方法 对于煤层气定向羽状分支水平井的完井方式,工艺较简单,主要采用裸眼完成,直接投产。 2.井身结构 煤层气需要通过排水降压解吸附才能产出,因此,定向羽状水平井井身结构必须考虑排水采气。参考美国已成功完成的羽状分支水平井钻井方案Ο,结合我国煤层特点提出如下两种井身结构方案。 方案一,需要另钻直井抽排水。 215.9mm 井眼在目的煤层顶部下入 177.8mm 技术套管并注水泥固井;用 152.4mm 钻头小曲率半径造斜进入煤层,并在煤层中钻500～1000m 长的主水平井眼;然后用 120.6mm 钻头由下往上在主水平井眼两侧不同位置交替侧钻出4～6个水平分支井眼。单个水平分支井眼长300～600m ,与主水平井眼成45°夹角,全部采用裸眼完井。最后,在距水平井井 ? 67?

低渗气藏水平井产能影响因素敏感性分析_孙娜

收稿日期：20110115；改回日期：20110415 基金项目：“973”项目“高效天然气藏形成分布规律与凝析、低效气藏经济开发的基础研究”（2001－CB －209－100）；黑龙江省科技攻关项目 “水平井产能设计及指标预测方法研究” （GZ05A301）作者简介：孙娜（1983－），女，助理工程师，2006年毕业于大庆石油学院工商管理专业，2009年毕业于大庆石油学院油气田开发工程专业，获硕士学位，现 从事油气田开发方面工作。 文章编号：1006－6535（2011）05－0096－04 低渗气藏水平井产能影响因素敏感性分析 孙 娜 （中油吉林油田公司，吉林 松原138003） 摘要：为了提高吉林油田水平井开发深层天然气的产能和经济效益，研究了低渗透率气藏水平井产能影响因素。所考虑的影响因素包括储层渗透率、 储层厚度、水平段长度、纵向位置、表皮系数、压裂裂缝条数。研究表明：在相同渗透率下，随着水平井段长度、气层厚度和压裂缝条数的增加，水平井采气指数增加，而且三者对水平井采气指数的影响显著；水平井采气指数随表皮系数的增加而降低幅度逐渐减缓；纵向位置影响甚微；水平井采气指数随着储层渗透率的增大而逐渐增大。 关键词：低渗气藏；水平井；产能；影响因素；吉林油田中图分类号：TE319 文献标识码：A 引言 影响气藏水平井产能的主要因素包含储层厚 度、水平段长度、水平井在油藏中的位置、钻井液与完井表皮效应、压裂、酸化等，不同原因对产能的影响各异 ［1－7］ 。结合X 气藏实际，采用综合考虑储 层非均质性的数值模拟技术研究气藏水平井产能的影响因素 ［8－10］ ，为今后X 气藏水平井开发提供 科学理论依据。 1X 气藏概况 X 气田是低压、低丰度、低渗、非均质性强的复 杂岩性气藏。X 气田为河流相沉积， 2套含气层系之间无明显隔层，属于无边底水、同岩性干气气藏，为同一温度、压力系统。据完钻井统计，目的层段平均钻遇有效厚度为13.93m ，气层单层厚度薄，储量丰度低，不适合分层系开发，因此采用一套层系开发。气藏驱动类型为定容弹性驱动，因此开发方式采用天然能量衰竭式降压开采。 根据X 气藏水平井设计井位，对储层渗透率、储层厚度、水平段长度、表皮系数、压裂裂缝条数进行敏感性分析。数值模拟中用到的参数取值见表1。 2产能影响因素敏感性分析 2.1 气层厚度 图1为储层其他参数不变、改变储层厚度和渗透率引起的气井产能的变化情况。可以看出，水平井采气指数与气层厚度几乎呈现线性变化，水平井采气指数随气层厚度的增加而增加。对于气藏渗透率来说，随着气层厚度的增加，气藏渗透率对水平井采气指数的影响越明显。

构造煤中煤层气扩散_渗流特征及其机理

第17卷第1期2010年1月 地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学) Earth S cien ce Frontiers (Ch ina University of Geosciences(Beijing);Peking University)Vol.17No.1Jan.2010 收稿日期:2009 03 11;修回日期:2009 06 21 基金项目:国家重点基础研究发展计划 973 项目(2009CB219601,2006C B202201);国家自然科学基金项目(40772135,40642013,40172058);国家科技重大专项课题(2008ZX05039 003) 作者简介:陈富勇(1962 ),男,硕士,高级工程师,主要从事煤田地质与勘探研究。E mail:cfy2008yx@https://www.wendangku.net/doc/9d6968767.html, * 通讯作者简介:琚宜文(1963 ),男,博士,教授,主要从事构造地质和煤层气地质研究。E mail:juyw 03@https://www.wendangku.net/doc/9d6968767.html, 构造煤中煤层气扩散 渗流特征及其机理 陈富勇1 ,!琚宜文 2,* ,!李小诗2,!范俊佳2,!梁!英 3 1 淮北矿业(集团)有限责任公司地质测量处,安徽淮北235000 2 中国科学院研究生院地球科学学院,北京100049 3 河北煤田地质局煤田物测队,河北邢台054000 Chen Fuyo ng 1,!Ju Yiw en 2,*,!Li Xiao shi 2,!Fan Junjia 2,!Liang Ying 3 1 G eolog ical S urv e y Depar tme nt of Anh ui H uaibei M ining Group C omp any ,H uaibei 235000,China 2 College of E arth Sc ienc e,Gr adu ate Univ ersity of Chinese A cad emy of Sc ienc es,Be ij ing 100049,China 3 G eoph ysic al and G eolog ical Div ision ,H ebei Bu reau of Coa l Geolog y ,X ing tai 054000,China C hen Fuyong,Ju Yiw en,Li Xiaoshi,et al.Diffusion osmosis characteristics of coalbed methane in tectonically deformed coals and their mechanism.Earth Science Frontiers ,2010,17(1):195 201 Abstract:T her e a re t hr ee stag es fo r the pro ductio n of coalbed methane:deso rptio n,diffusio n and osmo sis.T he diffusio n pr ocess of methane and multi co mpo nent g ases in the deformed coals is not co nsistent w ith that in primar y coals.T he chang e of ex ter nal pr essure is only an exter na l fact or in the w hole pro cess of adsor ption desor ption in tectonically defor med coals;the essential factor s o f the pro cess ar e the defo rmation,the change of str ucture and the adsor pt ion potential.T hose facto rs ar e the r oo t causes w hich induce the ir rever sible process o f deso rptio n.W hen the ba lance of co al and multi g as like CH 4has been destro yed,the tectonically de formed coals that deformed stro ng er show s a phenomenon of hyster esis o f desor ption after the pr essure r e duced,and the g as in w eakly deformed co al will deso rb quickly.T he pr ocess of deso rption has two phases:one is the g as desor ption and the other is the pr ocess of free g as fro m micro po res diffusing to the bigg er pores;the latt er one deter mines the gas diffusion rate.T he g as diffusion mechanism o f tectonically defor med co als was deter mined by por e shape,size,co nnectiv ity and the pro pert ies and condition of multi g as.Ductile defor mation coal has many micr o por es and its diffusio n mo de is the K nudsen diffusion.Brittle defor mation coa l has many bigg er po res and the co nnectiv ity o f po res is much better,so the diffusio n mode is t he Fick diffusion.T he dif fusio n mo de of br ittle ductile defor mation coal is the transitional diffusion.T he well test osmosis of brittle de format ion coal is hig her t han that of ductile defor mation co al and the well test osmo sis of primar y structure coa l is the lo west.T her e are many mesopo res in brittle defor matio n co al,and t he others ar e micr opores;sub mi cr opor es and ultra micropor es cannot be detected.T he br ittle defor matio n also can increase t he connectivity of po res.Ductile defo rmation co al has a small amount o f meso po res,and the amo unts of micr opores and sub mi cr opor es increase fast;the pr ocess of diffusion and o smo sis happened in meso po res and micr opor es,so the w ell test osmosis of duct ile defor mation coal was low er than t hat o f britt le defo rmation co al.Key words:tect onically defor med coals;coalbed met hane;desor ption &diffusion;o smo sis