煤層氣開發(fā)利用手冊(cè)學(xué)習(xí)(word版(編輯修改稿)
2024-12-12 11:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 樣兩種相反的過(guò)程，當(dāng)這兩種作用速度相等（即單位時(shí)間內(nèi)被表面吸留的分子數(shù)等于離開表面的分子數(shù)）時(shí)，在顆粒表面上的分子數(shù)目維持某一個(gè)定量，這是就稱為吸附平衡。 達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附劑（如煤樣）所吸附 的氣體量隨氣體的溫度、壓力而變化，因此它是一種動(dòng)態(tài)平衡現(xiàn)象。即吸附量是溫度和壓力的函數(shù)，可表示為 X=f（ T， P） 式中 X—— 吸附氣 量（ cm179。/g） ； T—— 氣體溫度（ 。 C） P—— 平衡時(shí)游離氣相的壓力（ MPa）。 二．煤層氣含量的測(cè)定 基本概念 煤層氣含量是指在標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓力條件下單位 重量煤中所含氣體的體積，單位是 cm179。/g 或 cm3/t。它是計(jì)算煤層氣資源量，預(yù)測(cè)氣井產(chǎn)量的重要參數(shù)之一。 解吸法的基本原理 解吸法是將采集的新鮮煤心樣品裝入密封的解吸罐中，直接測(cè)量從煤樣中解吸的氣體體積以及氣體解吸的速度。 用解吸法測(cè)定煤的總吸附氣量，需要盡可能精確地確定煤樣中的3 部分氣體量。 1）損失氣（ Lost gas） ，是指煤樣在 被 裝入密封 罐之前所釋放出去的氣體量。 2）實(shí)測(cè)解吸氣（ Measured gas） ,是指煤樣從裝入密封罐開始到煤樣所解吸出的氣量可以忽略不計(jì)為止，這段時(shí)間內(nèi)所釋放到密封罐內(nèi)的氣量（將其引出密封罐進(jìn)行計(jì)量） 3）殘留氣（ Residual gas），是指解吸試驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)后仍吸附在煤樣中的氣量。 三． 滲透率的測(cè)定 概念 煤層是一典型的雙孔隙介質(zhì)，它由基質(zhì)和裂隙（也稱割理）系統(tǒng)組成。裂隙系統(tǒng)在一定的壓差下，有讓流體（水、氣、油）通過(guò)的性質(zhì)，稱為滲透率。 滲透性的大小用滲透率 來(lái)表示。原則上講，基質(zhì)也是有一定的滲透性的，但由于其孔隙平均直徑通常小于 20A? ， 滲透率可視為零。因此，煤層的滲透率取決于煤 計(jì)算方法 設(shè)有一截面積為 A，長(zhǎng)度為 L 的圓柱形待測(cè)巖心， 將 其夾緊于巖心支持器中，使粘度為 ? 的流體充滿并在壓力 P1下使流體通過(guò)巖心，通過(guò)巖心后的壓力 P2，通過(guò)的流量 A 分別于巖心截面積 A 和壓差P??P1P2 成正比，與流體粘度 ? 和巖心長(zhǎng)度 L 成反比，寫成等式，即“達(dá)西方程”： 12()A P PQK L??? 四． 煤儲(chǔ)層壓力 原始儲(chǔ)層壓力是指在煤層中部壓力。儲(chǔ)層開發(fā)前，一般處于平衡狀態(tài)，此時(shí)儲(chǔ)層中部流體所承受的壓力稱為原始儲(chǔ)層壓力。壓力是底層能量大小的反映，知道了儲(chǔ)層壓力就等于知道了儲(chǔ)層中流體的流動(dòng)狀態(tài)。 煤層氣 儲(chǔ)層壓力 不僅對(duì)于煤層的含氣量、氣體賦存狀態(tài)有著重要影響，同時(shí)也是氣體和水從裂隙向井筒流動(dòng)的能量。 第四章 煤層氣勘探 由于煤層氣藏的特殊性和煤層氣開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)狀況的不確定性，因而為了合理、有效地開發(fā)一個(gè)地區(qū)的煤層氣資源， 特別需要有正確的策略和工作步驟。 通常，一個(gè)煤層氣勘探開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施，要經(jīng)過(guò)開發(fā)潛力的初步評(píng)價(jià)、小型試驗(yàn)性開發(fā)、項(xiàng)目可行性論證、大規(guī)模工業(yè)性開發(fā)等不同階段。我們將大規(guī)模工業(yè)性開發(fā)前的各項(xiàng)工作統(tǒng)稱為煤層氣勘探階段。 一． 勘探階段工作內(nèi)容 第一階段： 地區(qū)煤層氣 的生產(chǎn)潛力進(jìn)行評(píng)價(jià) 該階段的工作主要包括兩個(gè)步驟：地質(zhì)評(píng)價(jià)和 測(cè)試井施工。利用地質(zhì)評(píng)價(jià)所獲得的數(shù)據(jù)和資料，可以估計(jì)煤層氣資源的前景，選擇開發(fā)有力的目標(biāo)區(qū)。 確定有力的目標(biāo)區(qū)后，就可選擇適當(dāng)?shù)奈恢檬┕と舾煽诿簩託鉁y(cè)試井，以便進(jìn)一步確定目標(biāo)區(qū)的生產(chǎn)能力 。根據(jù)測(cè)試井所獲得的數(shù)據(jù)， 建立用于產(chǎn)量預(yù)測(cè)的氣藏描述。利用這些資料，可以估計(jì)目標(biāo)區(qū)氣井的生產(chǎn)能力，同時(shí)也可以對(duì)大規(guī)模開發(fā)時(shí)的完井設(shè)計(jì)和氣井間距進(jìn)行初步優(yōu)化評(píng)估。 第二階段：小型試驗(yàn)性開發(fā) 小型試驗(yàn)性開發(fā)的主要目的是確定煤層氣藏氣體的產(chǎn)出能力，其次是加確測(cè)試井所獲得的氣含量和滲透率據(jù)以評(píng)價(jià)井間干擾效果對(duì)產(chǎn)氣量的影響，減少由單井試驗(yàn)所預(yù)計(jì)的產(chǎn)量的推測(cè)性風(fēng)險(xiǎn)。 二．區(qū)塊地質(zhì)分析 勘探區(qū)區(qū)域地質(zhì)分析的內(nèi)容包括：底層、構(gòu)造、火成巖、地質(zhì)發(fā)展史及水文地質(zhì)條件等。 底層 重點(diǎn)了解煤系成沉積基底及其以上地層的層序、巖 性組成、厚度、橫向變化等特征，對(duì)認(rèn)識(shí)煤層氣的賦存條件，預(yù)計(jì)煤層氣氣井深度的賦存條件、預(yù)計(jì)煤層氣井深度 u，進(jìn)行鉆井設(shè)計(jì)都十分有用。 構(gòu)造 構(gòu)造決定煤層滲透性高低及其不均勻性的主要因素。 火成巖 巖漿侵入活動(dòng)對(duì)煤層有強(qiáng)烈影響，主要包括以下二個(gè)方面：一是巖漿吞蝕煤層，造成煤層變薄，灰分增高；二是 由 火成巖侵入體構(gòu)成的區(qū)域性 熱力場(chǎng)，使煤層遭受區(qū)域巖漿變質(zhì)及（或）接觸變質(zhì)作用，有利于煤層氣的生產(chǎn)。 地質(zhì)發(fā)展史 一個(gè)區(qū)域的地質(zhì)發(fā)展史從宏觀上控制了煤層氣的形成和資源的開發(fā)前景，沉積史決定了煤系，煤層和土覆蓋層 的形成，提供了煤層氣形成和保護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 地質(zhì)水文條件 煤層氣井生產(chǎn)的前期大都要對(duì)煤層氣進(jìn)行排水降壓，只有當(dāng)儲(chǔ)層壓力降到臨界解吸壓力之后，才能有氣體產(chǎn)出，因此，水文地質(zhì)條件在煤層氣開發(fā)中起著重要作用。 評(píng)價(jià)水文地質(zhì)條件時(shí)主要考慮問(wèn)題：目標(biāo)煤層上、下含水層的存在，與地表水或其他補(bǔ)給源聯(lián)通的斷層和裂隙，以及地下水的水質(zhì)（如總礦化度，氯 、鐵、鎂、 PH 值以及生產(chǎn)水銹 的趨勢(shì)等 .） 三．煤巖和煤質(zhì) 煤是有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)混合組成的復(fù)合體，根據(jù)三個(gè)基本特征對(duì)煤進(jìn)行分類。 品位：代表有機(jī)物質(zhì)與無(wú)機(jī)物質(zhì)的百分比含量 類型： 代表各種有機(jī)質(zhì)組分 煤階：代表有機(jī)質(zhì)達(dá)到的熱成熟度 煤巖 研究煤的巖石組成。 煤質(zhì) 用煤的工業(yè)分析和元素分析進(jìn)行煤質(zhì)評(píng)價(jià) 煤的工業(yè)分析也叫做實(shí)用分析，包括測(cè)定煤的水分（ M），灰分（ A），揮發(fā)分（ V）以及計(jì)算得的固定炭（ CGD） 4 個(gè)項(xiàng)目 煤的元素分析是指煤中有機(jī)質(zhì)的元素分析，煤中有機(jī)質(zhì)主要有碳、氫、氧、氮和硫（有機(jī)質(zhì)）五種元素組成，其中又以碳、氫、氧三種元素為主體，總含量占有機(jī)質(zhì) 95%以上。 煤階 煤階 不同，煤的生氣量、吸附能力、裂隙發(fā)育程度均不同，這些對(duì)煤層氣的資源量以及生產(chǎn)開 發(fā)具有極其重要的影響。 四．煤層氣資源量統(tǒng)計(jì) 煤層氣資源量是資源評(píng)價(jià)和勘探工作的最終成果，它是編制勘探規(guī)劃、開發(fā)方案，能源配置和投資決策
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