考虑基质水的欠饱和煤层气藏物质平衡方程

欠饱和煤层气藏中存在基质水,该类气藏开发过程中的自调节效应会影响基质水的含量,进而影响利用物质平衡方程预测出的地质储量。在分析自调节效应对孔隙度及基质水影响的前提下,推导出考虑基质水情况下的煤层气藏物质平衡方程。通过实例分析得出：考虑基质水时,对预测的吸附气地质储量影响较小,但预测的游离气地质储量明显小于不考虑基质水时的地质储量;随着煤体基质最大收缩系数的增大,预测得到的吸附气和游离气地质储量均呈递减趋势,其中游离气地质储量的递减更为明显。     

物质平衡法在煤层气井产能预测中的应用

文中将常规油气田研究中的油藏工程方法应用于煤层气研究，使用物质平衡法建立了煤层气井产能预测模型，并且将油藏工程方法和数值计算方法相结合，得到了各计算参数之间的关系式，使模型在计算机得以实现。该模型可以计算出产量，压力，采收率等生产数据，实现生产预测的目的；同时可以通过同一参数值大小的变化来考察其对生产动态的影响规律。     

考虑煤自调节效应的煤层气藏物质平衡方程

在研究煤层气藏的物质平衡时,必须考虑裂缝孔隙度的动态变化问题。在考虑自调节效应(即气体吸附到基质表面时,基质膨胀;气体从基质表面解吸时,基质收缩)对孔隙度变化影响的前提下,推导了煤层气藏的物质平衡方程,并通过实例分析发现,若忽略或忽视自调节效应,则运用物质平衡法预测的煤层气地质储量将比真实值偏小。     

煤层气藏多分支水平井非稳态产能模型

针对煤层气藏多分支水平井产能研究,从渗流力学基本原理出发,建立了考虑割理系统应力敏感性和基质系统非稳态扩散的煤层气藏多分支水平井非稳态产能数学模型,基于点源解理论、Pedrosa变换、摄动变换、Laplace变换、有限余弦变换、数值离散以及叠加原理,求解所建立的数学模型,利用Stehfest数值反演的技术绘制典型产量递减曲线,并依据曲线特点划分成9个不同的流动阶段,同时进行模型验证与对比;并对渗透率模量、分支井长度以及分支井个数等进行敏感性参数分析,总结出不同参数对生产动态的影响规律。煤层气藏多分支水平井产能动态的研究为合理开发煤层气藏提供了理论指导。     

考虑自调节效应的煤层气动态渗透率模型

在煤层气开采过程中，煤层的自调节效应将导致煤层渗透率发生显著变化。根据固体表面能与固体变形理论，建立了考虑自调节效应的煤层动态渗透率数学模型。结合Ji-Quan Shi模型，消除了煤体积收缩系数和弹性模量取值对计算结果准确性的影响，使计算结果更接近煤层的真实情况。实例计算结果表明；文中所建模型比Ji—Quan Shi模型的计算误差小，更接近煤层实际；煤层自调节效应引起的煤层渗透率变化量，随煤层压力的降低呈指数递增；随着泊松比的增大，煤层渗透率的增量减小;煤层气中Langmuir体积大的气体浓度越大，气体组分对煤层渗透率的变化影响越大。     

考虑煤层气扩散作用的物质平衡模型

对煤层气的开发首先通过排水降压使其从基质孔隙中解吸出来,然后在割理中渗流至井筒产出。针对煤层气的开发特点,重点考虑煤层气扩散作用在其开发过程中起到的重要作用,综合煤层割理压缩效应和基质收缩效应的影响,建立基于体积平衡方程的煤层气物质平衡模型的数学方程式,确定煤层压力与时间的关系函数,进而通过编程求解,得到煤层气产量随时间的变化规律,据此进行煤层气开发动态预测。以延长油气区生产井为实例进行计算,结果表明,煤层气扩散作用越强烈,对应的产气量峰值越大且峰值出现的时间越早,煤层气扩散作用对煤层气开发后期产气量的稳定具有很重要的作用。     

煤层气藏应力敏感性实验研究

针对煤层气藏储层应力敏感性强的特点,通过改变围压和孔隙压力,进行了煤层气藏干岩心和含水岩心的应力敏感性实验研究。系统地研究了煤层气藏的岩石变形特征,并将应力敏感性的实验数据拟合得到渗透率随有效压力变化的数学方程。研究结果表明：水相的存在使得岩心的应力敏感性更强,并且这一规律可以用指数函数关系来描述。为煤层气有效合理地开发提供了理论依据。     

浮式风电装备动态响应敏感性参数分析

为研究各参数对浮式风电装备动态响应的影响程度,寻找响应变化规律和设计优化方向,根据海装6.2 MW浮式风电装备参数进行一体化仿真。结合规范要求、设计经验和环境条件特点,针对不同环境条件的重现期、风谱类型、波浪谱类型、极端阵风周期进行参数敏感性分析,得到浮式风电装备不同部分动态响应结果。结果表明：不同环境条件的重现期和组合方式对运动响应和锚链张力影响十分明显,对机组载荷的影响则与机组所处状态相关;风谱类型主要影响机组载荷,对平台运动和锚链张力影响不大,考虑空间相干性的湍流风谱结果最危险;波浪谱类型对运动幅值和锚链张力极值影响较大,在发电工况下对机组载荷的影响较小,但在空转工况下对机组载荷的影响较大;阵风周期对运动响应、塔筒载荷、机舱加速度影响相对明显,但对轮毂载荷、锚链张力影响不大。     

煤层气成藏动态模拟实验技术

以高温、高压岩心测试分析技术为基础,充分考虑煤层气的吸附、解吸特性,嫁接常规天然气成藏模拟技术,建立了具有独立知识产权的煤层气成藏模拟实验装置,这具有重要的科学意义。系统温度、压力变化对煤层气保存的影响,游离气的扩散、运移、散失,不同水动力对煤层气保存的影响,地层水流动对煤层气的溶失,确立这些影响煤层气保存的主要因素的工作都可以依靠煤层气成藏模拟试验装置得以实现,并最终进行量化分析、级别划分,建立煤层气成藏模式。     

煤层气井单井动态控制储量计算方法

煤层气单井生产规律与常规气井差异很大,利用常规分析方法很难计算出煤层气井的动态控制储量。本文在煤层气的储集特征以及"解吸-扩散-渗流"规律基础上,利用物质平衡原理、气体状态方程、朗格缪尔解吸规律,建立了煤层气井物质平衡计算数学表达式,绘制了不同压力下解吸气与游离气的比例变化规律曲线,分析了煤层气气藏物质平衡图版与常规气藏物质平衡图版的区别。运用本文建立的方法对沁水盆地潘庄区块煤层气井进行了储量评价,结果表明煤层气井物质平衡储量计算方法准确可靠,对煤层气井的排采分析具有一定的指导意义。     

煤层气峰值产量拟合及产量动态预测方法研究

煤层气属于非常规天然气,它的产能受多种因素影响,数值模拟过程复杂且资料难以获得。通过选取3种产量动态预测分析方法（Weibull模型法、广义翁氏模型法和H-C-Z模型法）,并进行对比分析,结果认为：H-C-Z模型法由于模型中的线性关系与煤层气开采机理不吻合,预测误差较大;广义翁氏模型法虽然拟合峰值产量有较高准确度,但其拟合峰值产量时间误差较大,难以满足精度要求;Weibull模型法对峰值产量及其出现时间的拟合精度均较高。因此Weibull模型法更适合预测煤层气产量。     

煤层气开发目标区精选体系与方法研究

国内对煤层气的研究已有20年的历程,但至今尚未建立完善的煤层气目标区精选体系,这也制约了我国煤层气大规模工业化开发的步伐。在收集了大量煤层气基础资料和借鉴前人研究成果的基础上,详细分析了煤储层地质因素对煤层气丰度和开发效果的影响,建立了相应的煤层气目标区评价指标体系。通过层次分析法确定权重,利用无量纲化指标处理方法对指标进行标准化处理,采用加权平均模型对目标区进行模糊综合评价。最后以国内部分矿区为例进行了综合评价、排序,实际应用效果良好。     

延川南煤层气田高产水煤层气井排采设备选型方法研究

为了深入研究延川南煤层气田高产水煤层气井排采设备选型方法,提高排采设备适用性,降低成本,提升产气水平,首先研究了高产水井分布规律及其成因,然后以达西定律为理论基础,提出了高产水煤层气井排采设备选型方法。经现场验证,该方法准确性及实用性高,再经合理的排采控制,高产水煤层气井能够获得较好的产气效果。     

ISO天然气分析标准对煤层气分析的适应性研讨

目的 确认ISO天然气分析标准对煤层气分析的适应性,以促进煤层气相关标准的国际化进程。方法 通过对煤层气气质情况的分析和总结,结合ISO/TC 193制定的天然气分析测试相关标准的对标分析,研究了ISO天然气分析相关标准在分析煤层气时的适应性。结果 对于煤层气中的绝大部分指标,ISO天然气分析标准是满足煤层气分析需求的。但煤层气中的氮气、二氧化碳、氧气含量等有可能较大范围地超过天然气相关分析标准的适用范围,需要对标准进行修订,以进一步满足煤层气分析测试需求。另外,对煤层气产供储销影响较大的颗粒物,ISO也未形成相关的分析标准。结论 宜开展相关的国际标准技术报告研究,说明相关标准适应性,并进一步开展国际标准制修订工作,提高煤层气相关指标的分析覆盖率。     

煤层气与页岩气吸附/解吸的理论再认识

为了解决一些煤层气与页岩气气田开发效果与预测的差异很大、产能低、递减快及开发成本高等问题,由于吸附/解吸基本理论直接影响开发方案的制定与实施,通过研究煤层气的煤化过程及页岩气的成藏过程,重新界定了孔隙中原始气-水分布状态。发现煤层气与页岩气的吸附气属于固-液界面吸附的研究领域,其吸附规律应满足适合固-液界面的Langmuir等温吸附定律,即气体的吸附量与溶液的浓度有关,而对环境压力不敏感。理论与实验研究表明固-液界面吸附气排水降压后解吸困难,吸附气多而游离气少的储层产气量很难提高,其显著不同于目前普遍使用的固-气界面吸附理论。同时研究了多孔介质中微小孔隙的气-水界面压降,发现对于微/纳米孔隙气相的压力可以远高于液相压力,而目前的测井及试井尚不能传感这种气相压力,因此会导致低估游离气的储量及其对产量的贡献。     

澳大利亚东部S区块煤层气储层特征及有利区预测

开发技术较成熟、需求量大等为澳大利亚东部S区块的低煤阶煤层气开发提供了良好的条件,但是缺乏系统性的关于低煤阶煤层气储层特征的研究。利用研究区的低煤阶煤层气区块的钻井、测井以及煤岩取心分析等资料开展煤层发育、煤质特征、储层物性、含气性以及保存条件等储层特征的研究。在此基础上,利用多层次模糊评价方法预测S区块的开发有利区。结果表明：澳大利亚东部S区块发育有6套中-高灰分长焰煤,累计厚度25 m,宏观上煤质以半亮煤-亮煤为主,显微组分中镜质组含量最高;孔隙结构以中孔和大孔为主,割理和裂缝较发育,渗透率为399.85 mD;含气质量体积平均为3.65 m³/t;良好的水文地质条件以及温度压力系统也在一定程度上保证了煤层气的富集。开发有利区分布主要受到含气量、累计厚度以及渗透率等因素控制。综合认为：澳大利亚东部S区块低煤阶煤层气资源具有较好的开发潜力。     

煤层气地球物理测井技术发展综述

在大量文献调研的基础上 ,基于国内外煤层气测井技术的发展现状 ,综合评述了常用的煤层气测井方法、技术系列与煤储层测井评价技术及其优缺点 ,总结了当前国内外煤层气测井的应用研究情况 ,并分析了当前面临的技术难题 ,分析了煤层气地球物理测井技术的应用前景及值得注意的几个发展趋势     

高煤阶煤层气储层动态渗透率特征及其对煤层气产量的影响

通过开展干样煤储层地质效应实验,结合数值模拟方法,研究了煤储层渗透率动态变化特征及其对煤层气井产能的影响。实验结果证明,煤储层渗透性在开发过程中呈不对称“U”型变化,初期以应力敏感性为主,随着开发进程深入,基质收缩效应逐步增强。当压力从2 MPa增加到10 MPa时,气相渗透率降低90%;应力降低后,渗透率不能恢复到原始水平。P&M渗透率模型模拟结果说明,渗透率初期减小,后期增大;压力降至临界解吸压力4.4 MPa时,渗透率降低了34%;继续降压至2.5MPa时,渗透率提高至初始水平,压力递减至0.7 MPa时,渗透率增至初始渗透率的2.8倍。同时,煤储层地质效应严重影响煤层气井产能。因此,煤层气生产应以渗透率动态变化为依据,不断进行调整和优化。     

煤层气井产出剖面测试技术实验研究

针对煤层气井的开发特点制定了基于集流和非集流测量的实施技术方案。设计并加工压阻式流量计、过流式电容持水率计、压差流量计等实验样机,开展了气水两相条件下的实验研究,考察了各传感器在气／水两相流条件下的响应规律,研究出一套集流条件下的产气、产水量解释方法,证实了煤层气井产出剖面测量方法和传感技术的可行性。