煤岩介质中气-水两相渗流实验研究
煤岩介质中气-水两相渗流规律的研究,对于煤层气勘探、开发方案和开采工艺确定、煤层气试井分析、产能预测及预防瓦斯突出等起到很大的理论指导作用。利用自行设计的煤层气吸附/解吸装置,进行了压力、温度、煤岩粒径、湿度、不同气体等因素对气体在煤岩中的吸附/解吸性能的影响研究,并利用Langmuir模型对实验结果进行了分析。自行设计了煤岩岩心气测渗透率装置,进行了煤岩岩心等效液测渗透率的测量;利用自行设计的气-水两相相渗测量装置,采用非稳态法进行了煤岩介质中气驱水和水驱气两种条件下的气-水两相渗流实验研究。结果表明:a、煤层气吸附量的大小受温度和压力双重因素控制。在低压范围内,温度是主要影响因素,煤层气吸附量随着温度的升高而降低;当压力增大到一定值后,压力占主导地位。随着煤样湿度的增大,煤层甲烷气的吸附量减小,湿度8.0％与湿度15.0％吸附等温曲线几乎重合,即吸附量相差不大。B、随压力的降低,煤层气解吸量增大,在2.6～5.3MPa之间,解吸曲线变化平缓,在0～2.0MPa,曲线陡然下降,解吸量增大,压力越低解吸量越大。CO2、CH4、N2的解吸曲线都存在解吸滞后现象,解吸曲线与吸附曲线之间滞后所包围的面积不同,CO2,的最大,CH4的次之,N2的最小,说明解吸能力CO2＜CH4＜N2。C、煤岩岩心的渗透率很低,N2通过时表现出明显的Klinkenberg效应,由于吸附作用的影响,用CH4和CO2测量时表现出相反的规律。煤岩岩心的等价液测渗透率很低,并随围压的增大而减小。d、在水驱气的条件下,气相相对渗透率:N2＞CH4＞CO2,束缚水饱和度较大,随着驱替速度的增大,气体最终相对渗透率值略有增大,气水两相共渗范围变窄,等渗点右移。e、在气驱水的条件下,随着气体吸附能力的增大残余气饱和度增大,束缚水饱和度减小;随着吸附初始压力的增大,煤岩亲水性减弱,气相相对渗透率增大,水相相对渗透率减小。
煤层气;渗透率;相渗曲线;开采工艺;产能预测
中国石油大学(华东)
硕士
油气田开发工程
孙仁远
2011
中文
P618.11
97
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）