煤层气数值模拟技术与方法.ppt

煤层气数值模拟技术与方法第一节煤层气储层模拟技术第二节地质演化史数值模拟技术,第一节煤层气储层模拟技术,一、概述1、GRUSSP软件包PSU-1模型和ARRAYS与软件组成双孔隙、拟稳态、非平衡吸附模型2、COMET（CoalbedMethaneTechnology）系列软件煤层气藏模拟的双孔隙、二维、气-水两相模型3、COALGAS软件平衡吸附和拟稳态非平衡吸附,二、煤层气产出的地质和数学模型,煤储层中控制体示意图,,,将上述方程联立起来，这样方程中就只含有Pw、Pg、Sw、Sg四个未知数，与方程个数相同。结合初边值条件即构成整个煤层气产能模拟的数学模型。,三、数学模型的解算,四、模拟研究和工作内容,网格单元及其上的储层压力参数,1、网格设计,三维方格网和径向网示意图,模拟网格是将煤层气井产气区域剖分成一系列不连续块状单元的系统，它用于数字化地说明储层流体的流动。模拟网格主要有两种类型，一种是方格网，一种是径向网格。尽管径向网格仅限于模拟单个生产井，但由于煤层气井生产过程中，流体的流动可认为是径向的，所以它很适用于研究锥进效应和其他井筒效应。,2、基础数据,3、历史匹配,4、敏感性分析,使用模拟程序进行敏感性参数分析，就是确定不确切的或变化大的数据对井动态的效应，确定必须测量的数据的精确程度和评价各种作业程序的经济效应。,5、产量预测,第二节煤层气地质演化史数值模拟技术,首先建立定量表述煤层气地质演化历史中各种地质作用的地质模型和数学模型并研制计算机模拟软件，再分析整理研究区煤层、煤质、含气性、储层物性数据并进行区域构造史、埋藏史、热史和生烃史研究，然后利用软件动态解算从煤层形成到现在的整个演化过程，定量获取有机质的成熟度、生气量、含气量、储层压力和各种散失量等参数，最终定量查明特定区域的煤层气生成、运移、聚集和散失的地质演化历史。,一、煤层气地质演化史模型地史时期，在一定的构造演化史、埋藏史和热力场演化史的背景下，煤层气的地质演化历程包括了有机质成熟生成煤层气、煤层气在煤储层中赋存和煤层气从煤储层中逸散等三个主要过程。煤层气地质演化史模型所表述的就是上述过程，该模型包括以下几个子模型1）煤层气聚散子模型；2）有机质成熟生烃子模型；3）储层压力和煤层气赋存子模型；4）煤层气散失子模型；5）基本参数子模型,地质模型,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,动态平衡动力学模型,,Qg任意单元内煤有机质生气总量；Qp赋存于单元内煤层气总量；Qd从单元中逸失的煤层气总量。,1、煤层气聚散子模型；,2、煤有机质成熟生烃子模型,FRo,max为生气函数Mr纯有机质含量。,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,3、储层压力和煤层气赋存子模型,,,储层压力的影响因素,内部因素地质流体重力势能生烃增压,外部因素上覆静岩压力构造应力,煤储层地质环境,封闭体系储层压力来源气体膨胀能、流体重力势能、上覆静岩压力和构造应力,开放体系储层压力来源流体重力势能、生烃增压、上覆静岩压力和构造应力,半开放体系,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,4、煤层气逸散子模型,煤层气的扩散散失费克定律,,D煤层甲烷在封盖层中的扩散系数；C煤储层或盖层中游离甲烷浓度；t扩散时间。,,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,5、基本参数子模型,主要内容计算各种基本参数煤层埋深、古地温煤层厚度、煤的视密度、水分割理孔隙率、基块孔隙率,,,,,,模拟软件,系统组成和系统功能,煤层气地质演化史数值模拟系统,模拟计算模块,数据处理模块,模拟结果显示模块,计算成熟度、生烃量、含气量、散失量、储层压力,存储基础数据和模拟结果数据，数据整理和提取,实时显示模拟结果,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,系统界面,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究煤层气地质演化史模型研究,煤层气地质演化史研究实例,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究沁水盆地地质背景,煤层埋藏史,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究沁水盆地地质背景,煤层受热史,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究沁水盆地地质背景,煤有机质成熟史,阶段演化特征,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究沁水煤层气地质演化史,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究沁水煤层气地质演化史,沁水盆地煤层气地质演化史数值模拟研究沁水煤层气地质演化史,沁水盆地中南部上主煤层现今含气量等值线图,