煤層氣試井分析方法研究

摘 要：近幾年，人們?cè)絹?lái)越重視煤層氣的開(kāi)采，因?yàn)槊簩託庠嚲軌驗(yàn)榱私饷簝?chǔ)層提供重要參考數(shù)據(jù)。煤層氣試井是一個(gè)全新的概念，它與常規(guī)的油氣田試井有著很大的區(qū)別，文章著重闡述了關(guān)于煤層氣試井技術(shù)上的一些特點(diǎn)和觀念，并引進(jìn)了部分國(guó)外對(duì)煤層氣試井的看法，因此研究煤層氣井試井技術(shù)有著重要的意義，具體表現(xiàn)在可以通過(guò)了解到煤層儲(chǔ)層特征和煤層的動(dòng)態(tài)變化來(lái)制定措施，然后通過(guò)比較這些措施擇優(yōu)，同時(shí)我們應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，煤層試井技術(shù)本身存在著一些缺陷。

關(guān)鍵詞：煤層氣；試井；分析方法；研究

中圖分類號(hào)：TE353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）3-0169-01

進(jìn)入新世紀(jì)以后，全球經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，這就需要更多的能源，導(dǎo)致常規(guī)能源的需求越來(lái)越大，但是新型的能源少之又少，故全球越來(lái)越重視非常規(guī)能源的開(kāi)發(fā)，而作為高效清潔能源的煤層氣，它具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)，因此深入研究分析煤層氣試井具有重要的現(xiàn)實(shí)意義的。

另外煤層氣除了是一種新型能源之外，它還可以是了解煤儲(chǔ)層情況的一種重要方法，它也是合理開(kāi)采煤碳資源的前提，因此，我國(guó)甚至全球未來(lái)能源的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是對(duì)于煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)。如果我國(guó)能夠合理的開(kāi)發(fā)出煤層氣，那么煤礦的生產(chǎn)時(shí)其安全性問(wèn)題可以得到保障，大氣的環(huán)境也會(huì)越來(lái)越好，全球的能源會(huì)得到大量的補(bǔ)充，可以緩解一下能源危機(jī)。我國(guó)在20世紀(jì)80年代末都采用的是煤層氣的井下抽采，但是之后發(fā)現(xiàn)在地面甲烷的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于井下，甲烷的回收率也要大于井下的回收率，因此在80年代末，煤層氣的地面開(kāi)發(fā)的速度開(kāi)始迅速增加。目前我國(guó)煤層氣商業(yè)性進(jìn)入了啟動(dòng)階段，生產(chǎn)能力已初步形成。

1 異煤層氣試井問(wèn)題

煤層氣試井與常規(guī)油氣田試井是有很大的差別的，現(xiàn)有階段煤層氣試井獲得的煤層參數(shù)才是有效。雖然我國(guó)已經(jīng)熟練的掌握了常規(guī)油氣田試井方面的技術(shù)，但在煤層氣試井方面也才剛剛?cè)腴T，一般通過(guò)試井去分析出煤儲(chǔ)層的特性，從而了解煤儲(chǔ)層，之后對(duì)煤層氣的開(kāi)采才會(huì)是準(zhǔn)確的。煤層氣層的構(gòu)造以及滲流機(jī)理都比較特殊，煤巖層的結(jié)構(gòu)是具裂縫孔隙和基質(zhì)孔隙組成的天然雙重空隙。割理系統(tǒng)一般是指裂縫網(wǎng)格，割理系統(tǒng)通常又分為面割理和端割理，煤基質(zhì)就利用這種割理系統(tǒng)進(jìn)行切割。

煤儲(chǔ)層與常規(guī)油氣儲(chǔ)層的區(qū)別在于：

①煤層孔隙系統(tǒng)和雙重孔隙系統(tǒng)都是由基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙構(gòu)成，但是煤巖有一個(gè)缺陷——其膠結(jié)性非常差，割理跟裂隙迅速變大，慢慢的形成了一個(gè)復(fù)雜的割理裂隙系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)降低了煤儲(chǔ)層的強(qiáng)度，使其容易破碎跟坍塌。

②煤儲(chǔ)層中的壓力情況通常分為欠壓、常壓、超壓，在我國(guó)煤儲(chǔ)層中壓力情況通常處于欠壓的狀態(tài)。

③非均質(zhì)性、應(yīng)力敏感性強(qiáng)，同一塊地層有著特征不一樣的儲(chǔ)層跟地質(zhì)，如果在煤儲(chǔ)層中裂縫系統(tǒng)和割理都發(fā)育得很好的情況下，一旦應(yīng)力發(fā)生輕微的變化，該煤儲(chǔ)層的滲透率就會(huì)發(fā)生巨大的變化。

上文分析出了煤儲(chǔ)層的一些不同于常規(guī)油氣儲(chǔ)層的特征，我們可以從這些特征中發(fā)現(xiàn)要想開(kāi)發(fā)煤層氣，所需要的技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)還存在著很多難點(diǎn)，開(kāi)發(fā)煤層氣所采取的方法跟技術(shù)措施都是由這些特征所決定的，另外煤巖取芯難度大、傷害程度評(píng)價(jià)困難都是因?yàn)槊簬r的機(jī)械強(qiáng)度低、易破碎的特征。

2 煤層氣試井的分析方法研究

煤層甲烷氣試井有著很多的方法可以運(yùn)用，其中水罐測(cè)試和注入壓降測(cè)試方法是所有方法中最普遍的兩種方法。

水罐測(cè)試有著它自己的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是如果壓力比較小的情況，并且地層的滲透性確保是好的前提下，這時(shí)水罐測(cè)試的成本會(huì)相對(duì)其他方法要小很多，測(cè)試成功的概率也會(huì)提高，準(zhǔn)確率上升，同時(shí)地層壓裂的情況將不會(huì)再出現(xiàn)。同時(shí)它也有著自己得到缺陷——在壓力較大時(shí)，由于它的測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致測(cè)試的成本就會(huì)上升，在這種情況下，該方法是不太適合的。

正因?yàn)樗逌y(cè)試有著自己的局限性，因此在開(kāi)采煤層氣的過(guò)程中注入壓降測(cè)試方法是最普遍采用的試井方法。該方法的具體做法是：先在地層中加入一定量的水，大約一段時(shí)間后，將試井關(guān)閉進(jìn)行壓力恢復(fù)測(cè)試，由于地層的壓力比注入水之前的壓力變大了，確保了在測(cè)試過(guò)程中的單向流通性，所得結(jié)果經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的試井分析方法分析后證明，該方法所得結(jié)果是非?？煽康模疫@種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是操作簡(jiǎn)單。

煤層中孔隙壓力時(shí)刻影響著有效應(yīng)力，如果有效應(yīng)力變大，煤層中的割理滲透率就會(huì)變小，因此，煤層中的孔隙壓力也時(shí)刻影響著割理滲透率。張公社等人首次認(rèn)識(shí)到了這個(gè)重要關(guān)系，而他們所用的新試井解釋方法是由Puri和Seidle試驗(yàn)相關(guān)式導(dǎo)出，該方法可以確定滲透率以及煤層的原始?jí)毫Α?/p>

從圖1可以看出，在時(shí)間為10左右時(shí)，（b）中兩條曲線都有一段直線段的斜率為0.5，這表明在煤層中存在著線性流和垂直裂縫，根據(jù)這個(gè)結(jié)果可以大膽預(yù)測(cè)出煤層氣壓裂后的產(chǎn)量以及壓裂時(shí)的有效時(shí)間。開(kāi)發(fā)煤層氣分為很多階段，每個(gè)階段煤層中會(huì)有不同的流體分布，因此需要根據(jù)每個(gè)階段不同的流體分布制定不同的試井模型，才能對(duì)測(cè)試資料進(jìn)行有效的分析。

3 結(jié) 論

在煤層氣開(kāi)發(fā)中試井分析起著重要的作用，目前雖然煤層氣試井正在蓬勃發(fā)展著，通過(guò)分析本身還是存在著一些需要解決的問(wèn)題，主要有以下幾方面的表現(xiàn)：

目前我國(guó)大部分的試井方法都是從國(guó)外的技術(shù)學(xué)習(xí)借鑒過(guò)來(lái)的，但是國(guó)外的煤層構(gòu)造與我國(guó)的都不一樣，復(fù)雜程度也不一樣，因此我們應(yīng)該加強(qiáng)研究出屬于我們自己國(guó)家的試井方法；煤層氣滲流機(jī)理是研究煤層氣試井的基礎(chǔ)，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)數(shù)學(xué)模型的建立，因?yàn)閿?shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到現(xiàn)實(shí)情況的真實(shí)性，尤其是要加強(qiáng)研究煤層氣試井的數(shù)學(xué)模型；在我們運(yùn)用試井方法去測(cè)試時(shí)，首先應(yīng)該弄清楚該方法適用的范圍以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，在不同的階段采用最合適的試井方法進(jìn)行測(cè)試。

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