煤储层压力及吸附、解吸特征.ppt

煤储层压力及吸附/解吸特征,第一节煤储层压力第二节煤储层的吸附特征第三节等温吸附曲线的应用第四节影响煤的吸附性因素第五节煤储层的解吸特征,,第一节煤储层压力,一、定义指作用于煤孔隙裂隙空间上的流体压力（包括水压和气压），故又称为孔隙流体压力。1、开放体系储层压力等于静水压力2、封闭体系储层压力等于上覆岩层压力3、半封闭体系上覆岩层压力由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担,二、储层压力状态压力系数即实测储层压力和同深度静水压力之比,石油天然气地质界常用该参数表示储层压力的性质和大小。①超压压力系数1，压力梯度0.98MPa/100m；②正常压力压力系数1，压力梯度0.98MPa/100m；③欠压压力系数1，压力梯度0.98MPa/100m。我国三十二个矿区煤层气试井结果表明，各煤级煤储层超压状态占33.2，正常压力状态占21.9，欠压状态占45.3，各煤级煤储层中三种状态均有分布，其中中煤级煤储层大多处于欠压状态。,超压煤层气井喷,三、储层压力的地质控制1、埋深,2、地应力,PGpHP储层压力，MPa；Gp压力梯度（单位垂深内的储层压力增量），MPa/100m；H煤层中心埋藏深度，mhGw视储层压力，MPaGw静水压力梯度；0.98MPa/100m（淡水）；0.98MPa/100m（咸水）h煤层中点处水头深度，m,3、水文地质,开放体系,4、煤层气（瓦斯）压力,煤层气（瓦斯）压力是指在煤田勘探钻孔或煤矿矿井中测得的煤层孔隙中的气体压力。煤储层试井测的储层压力是水压，二者的测试条件和测试方法明显不同。煤储层压力是水压与气压的总和，在封闭体系中，储层压力中水压等于气压；在开放体系中，储层压力等于水压与气压之和。,吸附方式物理吸附，范德华力吸附模型单层吸附，多层吸附，容积充填理论一、朗格缪尔理论,第二节煤储层的吸附特征,,VL或Vm或a最大吸附量；VL、PL朗格缪尔体积和压力，PL等于1／b,二、平衡水等温吸附实验,IS-100型气体等温吸附/解吸仪,四、多相介质煤岩体的吸附特征,（一）气相多组分吸附特征,（二）多相介质的吸附特征1、煤对水和单组分气体CH4的吸附,2、平衡水条件下煤对CH4的吸附特征,第三节等温吸附曲线的应用,一、理论饱和度或实测饱和度含气饱和度是指煤储层在原位温度、压力、水分含量等储层条件下，煤层含气总量与总容气能力的比值。理论饱和度实际含气量与兰氏体积之比值S理V实/VLS理理论饱和度，；V实实测含气量，m3/t；,吸附等温线VＶＬＰＬ/（PＰＬ）Ｖ/Ｐ＝Ｖ/ＰＬ＋ＶＬ/ＰＬ,实测饱和度实测含气量与实测储层压力投影到吸附等温线上所对应的理论含气量的比值。S实V实/VVVLP/PPLV实实测甲烷含量；S实含气饱和度。V理论含气量，m3/tVLLangmuir体积，m3/t；PLLangmuir压力，MPa；；P煤储层压力，MPa；,吸附状态过饱和，饱和，欠饱和,二、临界解吸压力临界解吸压力指在等温曲线上煤样实测含气量所对应的压力。临储压力比临界解吸压力与储层压力之比。三、理论采收率Pad枯竭压力（据美国的经验可降至的最低储层压力为100磅/平方英寸，约为0.7MPa））,,,,第四章煤储层的解吸特征,一、解吸量与解吸率解吸率损失气量与解吸气量之和与总气量之百分比。解吸量损失气量与现场两小时解吸气量之和，即解吸率与该深度下实际含气量的乘积。二、吸附时间定义为实测解吸气体体积累计达到总解吸气量（STP标准温度、压力）的63时所对应的时间。吸附时间与产能达到高峰的时间有关，与煤层气长期的产能关系不密切。吸附时间短，则煤层气井有可能在短期内达到产能高峰，有利于缩短开发周期，但不利于气井的长期稳产。,我国部分矿区煤层甲烷平均解吸量统计结果,沁水盆地中南部解吸率与煤层埋深的关系东北铁法和西北宝积山等中生界煤储层埋深增大，煤层甲烷解吸率却有降低的明显趋势，最佳解吸深度在400600m之间。由此来看，不同地区和不同时代煤储层甲烷解吸率与埋深之间关系往往大相径庭。,三、解吸速率解吸速率定义为单位时间内的解吸气量。它受控于煤的组成、煤基块大小、煤化程度及煤的破碎程度。自然解吸条件下解吸速率总体表现为快速下降，但初始存在一个加速过程，中间可能受煤孔径结构的影响，解吸速率出现跳跃性变化。储层条件下的解吸速率因压降不同将变得更加复杂。,