煤层气产量预测和矿区优化的储层模拟
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析一、煤层气储量我国对煤层气资源进行评价已有十多轮，在2006年的资源评价中，我国的煤层气总量接近37万亿立方米，可采资源的总量接近11万亿立方米。
到了2015年对煤层气资源进行的动态评价则表明煤层气总量接近30万亿立方米，可采资源的总量约为12.5万亿立方米。
2020年中国煤层气探明储量为3315.54亿立方米，同比上升15.71%。
对于我国的煤层气资源，其分布可以划分为五大赋气区，按照资源量从少到多分别是青藏、东北、南方、西北和华北。
青藏赋气区仅占全国总量的万分之一左右，东北赋气区占全国的9.67%，南方赋气区占全国的18.18%，西北赋气区则大约占全国的四分之一，占比最大的华北赋气区，其资源最为丰富，约占全国的46.27%。
二、煤层气产量根据国家统计局数据显示，2015-2021年中国煤层气产量整体上呈上升趋势，到2021年中国煤层气产量达到104.7亿立方米，同比上升2.35%。
煤层气产量的增长主要是地面煤层气。
尽管行业发展还存在一些问题，但随着国家补贴的进行，以及各种问题的改善，煤层气的产能建设和实际产量都将迎来快速增长期，且抽采资源的利用率也将进一步提高。
分省市来看，中国煤层气主要产区在山西，2021年产量达到89.5亿立方米，占2021年煤层气总产量的85.48%。
三、煤层气标准现状截止我国煤层气行业发布国家标准与各类行业标准共87项，其中国家标准16项、行业标准71项。
各标准归口单位共17个，其中归口全国煤炭标准化技术委员会的国家标准与行业标准共17项，归口全国安全生产标准化技术委员会的行业标准7项，归口能源行业煤层气标准化技术委员会的行业标准43项。
对17个归口单位发布的87项标准进行了标准类别划分，其中基础类标准有14项，方法类标准有22项，管理类标准46项，产品类标准5项。
16项国家标准中，基础类标准5项、方法类标准7项、管理类标准2项、产品类标准2项。
《2024年煤层气定向羽状水平井开采数值模拟方法研究》范文
《煤层气定向羽状水平井开采数值模拟方法研究》篇一一、引言随着能源需求的增长和传统能源资源的日益枯竭，煤层气作为一种清洁、高效的能源资源，其开采技术及开采效率成为了国内外学者研究的热点。
煤层气定向羽状水平井技术作为一项新兴的开采技术，以其高效、低成本等优点受到了广泛的关注。
然而，煤层气赋存条件的复杂性以及地质环境的多样性使得其开采过程存在诸多不确定性。
因此，对煤层气定向羽状水平井开采进行数值模拟方法的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、煤层气概述煤层气是一种主要存在于煤层中的天然气资源，其成分以甲烷为主。
煤层气的开采对于提高煤炭采出率、减少矿井瓦斯事故、保护环境等方面具有重要意义。
然而，煤层气的赋存条件复杂，且常伴随着煤层渗透性差、储层压力低等问题，使得其开采难度较大。
三、定向羽状水平井技术定向羽状水平井技术是一种新型的煤层气开采技术，其通过在煤层中钻设多条水平分支井眼，形成羽状井网，以提高煤层气的采收率。
该技术具有以下优点：一是能够适应煤层非均质性的特点，提高采收率；二是可以降低开采成本，提高经济效益；三是能够减少对环境的影响。
四、数值模拟方法研究针对煤层气定向羽状水平井开采过程，本文提出了一种基于有限元方法的数值模拟方法。
该方法通过建立煤层气的流动模型、储层模型以及生产模型，对煤层气的流动规律、储层特性以及生产过程进行模拟。
具体步骤如下：1. 建立煤层气的流动模型。
根据煤层气的赋存条件、流动机理以及储层的非均质性等特点，建立煤层气的流动方程。
2. 建立储层模型。
根据地质资料和现场试验数据，确定储层的物理参数（如孔隙度、渗透率等），并建立储层的数值模型。
3. 建立生产模型。
根据定向羽状水平井的生产过程，建立生产模型，包括井眼轨迹、产量预测等。
4. 数值模拟。
利用有限元方法对建立的流动模型、储层模型以及生产模型进行数值模拟，得到煤层气开采过程中的压力分布、流量变化等数据。
5. 结果分析。
根据数值模拟结果，分析煤层气开采过程中的问题及优化措施，为实际开采提供指导。
煤层气资源储量计算
体积法
总结词
根据煤层气所占的地下体积，结合煤层气的 密度和压力，计算煤层气的资源量。
详细描述
体积法基于煤层气的物理性质，通过计算煤 层气所占的地下体积，结合煤层气的密度和 压力，计算煤层气的资源量。该方法精度较 高，但需要准确获取煤层气的密度、压力以 及地下体积等相关参数。
数值模拟法
总结词
利用数值模拟软件，模拟煤层气的运移、聚 集和开采过程，预测煤层气的资源量。
煤层气储层评价
01
煤层气储层评价是煤层气资源储量计算的基础，主要包括 储层参数确定、储层分类和储层综合评价等方面。
02
储层参数包括孔隙度、渗透率、含气量、地层压力和温度等， 这些参数的确定对于评估煤层气的可采性和经济价值具有重要
意义。
03
储层分类是根据储层的特征和属性进行分类，以指导煤层气的 开发和管理。储层综合评价是对储层的整体质量和开发潜力进
行评估，为制定开发方案提供依据。
03 煤层气资源储量计算方法
类比法
总结词
通过对比已知煤层气资源储量的相似地 区或井，估算目标区域的煤层气资源量 。
VS
详细描述
类比法基于已知地区或井的煤层气资源储 量、地质条件、开采技术等参数，通过对 比分析，估算目标区域的煤层气资源量。 该方法简单易行，但精度受已知地区资料 的准确性和可比性影响较大。
综合考虑煤层气的品质和市场价格等因素，该地区煤层气开发利用具有一定的 经济性。
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计算结果
该地区煤层气资源储量为 10亿立方米，可采储量为 8亿立方米。
结论
该地区煤层气资源丰富， 具有较好的开发利用前景。
实例二：某矿区煤层气资源储量计算
煤层气数值模拟技术进展
该案例通过建立煤层气生产模型，利用数值模拟技术预测了煤层气的产量。通过模拟，发现不同开采 条件和工艺对煤层气产量有显著影响。根据预测结果，制定了相应的生产计划和决策，为提高煤层气 产量和经济效益提供了重要支持。
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03 煤层气数值模拟技术的应 用
煤层气的储层描述
储层参数确定
通过数值模拟技术，可以确定煤层气 的储层参数，如孔隙度、渗透率、含 气量等，为后续的开采方案设计提供 基础数据。
储层非均质性分析
煤层气的储层存在非均质性，数值模 拟技术可以对这种非均质性进行分析 ，了解其对煤层气开采的影响。
煤层气的开采方案设计
井网优化
通过数值模拟技术，可以对煤层气的开采井网进行优化设计，确定最优的井位、 井间距和井深等参数。
排水采气方案设计
数值模拟技术可以模拟不同排水采气方案的效果，为实际开采提供参考。
煤层气的生产动态预测
生产动态预测
通过数值模拟技术，可以对煤层气的 生产动态进行预测，了解不同开采阶 段的生产情况。
优化开采策略
型。
煤层气吸附模型
基于物理化学原理，建立煤层 气在煤颗粒表面的吸附模型， 包括Langmuir模型和 Freundlich模型等。
煤层气解吸模型
基于物理化学原理，建立煤层 气从煤颗粒表面解吸的模型， 包括扩散模型和动力模型等。
煤层气扩散模型
基于物理化学原理，建立煤层 气在煤层中的扩散模型，包括 Fick扩散定律和Dufour扩散定
目前，基于高性能计算机和云计算平台的大规模并行计算 技术在煤层气数值模拟中得到了广泛应用，为大规模煤层 气开采提供了强大的计算支持。
05 煤层气数值模拟技术的实 际案例分析
煤层气储量规范-第三章煤层气规范
采收率参数可采用与国内外相同地质条件类比和数值模拟等其他方法
法取得。
3 术语和定义
3.3.3 经济可采储量 economic recoverable reserve
可采储量的一部分。是指在现行的经济条件技术条件下，通过理
论估算或类比的方法的可采出的煤层气总量。按勘查程度分为控制的 和探明的两级。
3.3.4 已开发经济可采储量
工程的基础上部署。其工程布置及密度应达到划分勘查区内不同参数类型的 地质块段的目的，并满足计算控制可采储量所需参数的要求。
3 术语和定义
3.4.3 排采井（组）
为取得产气量、气体成分、储层压力、产水量、水质及井间干扰试验为
主要目的的工程井（组）。排采井一般应在完成探井和参数井工程的基础上 部署，其工程布置及密度应满足计算探明可采储量所需参数的要求。
3 术语和定义
3.3 煤层气储量 coalbed methane reserve
3.3.1 地质储量 coalbed methane in place
在原始状态下，赋存于已发现的具有明确估算边界的煤层中、有现实 经济意义的煤层气总量。按勘查程度分为预测的、控制的和探明的三
级。
3.3.2 可采储量 recoverable reserve 地质储量的可采部分。是指在现行法规政策和市场条件下，采用 现有的技术，通过理论计算或类比的方法算得，从已知煤层中可采出 的煤层气总量。按勘查程度分为控制的和探明的两级。
煤层气资源/储量计算规范
国土部油气储量评审办公室 2012年9月22日
煤层气资源/储量计算规范
目 录
第一章 我国油气资源储量管理体系 第二章 国内外煤层气资源储量开发利用状况 第二章 煤层气资源/储量计算规范
CMG数值模拟软件简介
CMG数值模拟软件简介CMG数值模拟软件简介CMG开发的油藏数值模拟软件在市场上处于领先地位，作为提高采收率模拟的行业标准，得到了全球的认可CMG先进的模拟技术，不断开拓新领域-模拟简单到复杂的提高采收率过程。
通过结合简易的模型创建工作流程，最先进的性能增强技术以及跨学科多重机理（例如，热效应、地球化学、地质力学、流体相态、井筒、水力压裂以及完井等）精确模拟提高采收率过程。
CMOST AI强大的敏感性分析、历史拟合、方案优化以及不确定性分析工具，最大限度地提高各类油藏的采收率和净现值GEM组分模拟器世界领先的状态方程模拟器，适用于组分、化学驱以及非常规油气藏模拟IMEX黑油模拟器模拟常规和非常规油气藏模型的衰竭和二次开采过程，使用快速和简单的工作流程进行准确的预测STARS热采及化学驱模拟器准确模拟矿场提高采收率机理-热采、化学驱以及其他EOR技术-使得生产和效益最大化。
Builder前处理模块交互式、直观和易于使用的操作界面，为CMG模拟器快速和高效的准备模型Results后处理模块为更加深入的理解油藏特征、提高采收率过程以及油藏性能等提供了先进的可视化和分析工具WinProp相态模拟软件包为CMG模拟器创建流体模型，并为第三方油藏模拟软件提供黑油模型CMOST AI 提升油田开发研究能力和潜力，改善业务决策流程。
将统计分析、机器学习和无偏数据解释等人工智能技术与人类的工程专业知识相结合，确定油藏开发最佳方案。
认知油气储层在同一个模型中同时自动考虑所有不确定性参数，运行数百个模拟作业，分析数据并做出更好的业务决策。
图形展示对开发效果影响最大的参数从有限的模拟运算结果中获取信息，并通过它来认识每个参数如何影响模拟结果“假定推测”功能，快速得出属性变化对产量的影响结果，并实时更新生产曲线在更改一个或所有变量时，CMOST AI的内部引擎能自动预测变量之间的交互作用优化改进业务决策利用人工智能（AI）技术，用最少的计算找到最佳解。
寺家庄井田8号煤层气储层物性特征研究
寺家庄井田8号煤层气储层物性特征研究王剑英【期刊名称】《《煤》》【年(卷),期】2019(028)011【总页数】5页(P5-8,80)【关键词】寺家庄井田; 8号煤层; 煤层气储层物性特征【作者】王剑英【作者单位】山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城 048012【正文语种】中文【中图分类】P618.13煤层气是一种清洁高效的非常规天然气资源，据新一轮煤层气资源调查评价结果资料，我国埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量30.05万亿m3，可采资源量12.50万亿m3，位居世界第三[1]。
煤层是煤层气的源岩和储层，其物性特征直接影响着煤层气的可开发性和开发效果，煤层气储层物性特征历来是煤层气开发领域广泛关注和热点研究的内容之一[2-4]。
我国煤矿区成煤期多，聚煤地域广阔，成煤环境多样，煤的物质组成复杂，多煤阶，成煤期后构造运动频繁，导致我国煤层气资源赋存条件复杂，煤层气储层物性差异显著[5-6]。
沁水盆地和鄂尔多斯东缘成熟的煤层气开发技术难以适应其他地区的煤层气储层物性条件，已开发区域仍存在煤层气开发效果不理想情况。
鉴于不同煤矿区煤层气储层物性条件的显著差异性，要提高煤层气开发成效，必须有针对性、系统研究煤层气开发区的煤层气储层物性特征。
为此，本文基于寺家庄井田煤层气地质、煤层气勘探开发及相关煤层气储层物性参数测试资料等，应用煤层气地质理论对井田内8号煤层气储层物性特征进行了研究，研究成果以期为后期煤层气开发提供技术支撑和可靠技术参数。
1 研究区基本地质特征寺家庄井田位于沁水盆地东部边缘的中北部，太行隆起之西翼[7]，行政区划隶属晋中市昔阳县管辖，其地理坐标为：东经113°32′09″-113°39′28″，北纬37°30′52″-37°40′19″，井田面积120.252 5 km2。
其基本构造形态为倾向SWW 的单斜构造。
在此单斜上又发育次级的波状褶曲，地层倾角一般约为10 °，区内断层较少，分布集中，次级褶曲发育，轴向不一。
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas）是近几十年来受到国内外学者关注的重要资源。
它对于煤田的开发、煤矿安全生产及环保都有重大意义。
煤层气数值模拟技术则是煤层气开发和开采过程的关键手段，具有精准、快速的特点。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的原理、应用及研究进展，以期为相关领域的研究者提供参考。
二、煤层气数值模拟技术原理煤层气数值模拟技术主要基于流体动力学、热力学、岩石力学等多学科原理，以数学模型为框架，对煤层气的分布、储集和开采过程进行数值分析和预测。
在模拟过程中，通过设定不同的参数和条件，可以模拟出煤层气的生成、运移、聚集和开采等过程。
三、煤层气数值模拟技术的应用煤层气数值模拟技术被广泛应用于煤田地质勘探、煤层气资源评价、矿井瓦斯防治、煤矿安全生产等多个领域。
在煤田地质勘探中，通过数值模拟可以预测煤层气的分布和储量；在煤矿安全生产中，可以利用该技术分析矿井瓦斯的运动规律，提高安全水平。
四、研究进展1. 模型优化：随着研究的深入，学者们不断优化数值模拟模型，使其更加符合实际情况。
例如，通过引入更精确的物理参数和数学公式，使模型更加精准地描述煤层气的生成和运移过程。
2. 多学科融合：煤层气数值模拟技术已不再是单一学科的领域，而是涉及流体动力学、热力学、岩石力学等多个学科的交叉研究。
多学科融合的研究方式使得数值模拟更加准确、全面。
3. 高效算法开发：为了提高模拟的效率和精度，学者们不断开发新的高效算法。
这些算法包括并行计算、自适应网格等技术，可以大大提高模拟的速度和准确性。
4. 实际应用案例：随着技术的发展，煤层气数值模拟技术在许多煤矿和煤田得到了广泛应用。
例如，某大型煤矿通过使用该技术成功预测了瓦斯涌出量，有效防止了瓦斯事故的发生。
五、未来展望未来，煤层气数值模拟技术将进一步发展，具体趋势如下：1. 更加精细化的模型：随着对煤层气生成和运移机理的深入研究，模型将更加精细，能够更准确地描述煤层气的生成和运移过程。
数学地质论文 蒙特卡罗法
蒙特卡罗法在煤层气目标区储量计算中的运用一、蒙特卡罗方法简介蒙特卡罗法，或称计算机模拟方法，是一种基于“随机数”的计算方法。
这一方法源于美国在第二次世界大战中研制原子弹的“曼哈顿计划”。
蒙特卡罗方法在金融工程学，宏观经济学，计算物理学等领域运用广泛。
蒙特卡洛法以随机变量为对象，以概率论为理论基础，提供不同可靠程度的储量数字。
采用蒙特卡洛法计算煤层气目标区储量，可以提供一个合理的储量范围值，有利于提高优选排序工作的准确性，进而保证勘探开发规划和投资决策的合理性。
二、蒙特卡洛法计算煤层气目标区储量的原理和流程。
1、蒙特卡洛法计算煤层气目标区储量的原理。
按照含气量法，计算煤层气目标区储量的公式如下：G=A×H×D×C式中 A——有效含气煤储层面积，k㎡H——平均有效煤储层厚度，m；D——煤储层容重；t/m³；C——煤储层含气量，m³/t；G——煤层气目标区储量,810m³。
应用蒙特卡洛法的原理在于将A、H、D、C等参数看作随机变量，在不同的概率分布下对参数进行取值，再通过含气量法计算出一个G(随机数)，当进行很多次的参数取值后可以获得1组G，最后据此确定G的概率分布。
2、蒙特卡洛法计算煤层气目标区储量的流程。
蒙特卡洛法计算煤层气目标区储量的流程设计如图1所示，包括：(1)确定这4个参数各自的概率分布，如直线分布、正态分布等；(2)独立的随机抽取各个参数的数值，并使所抽取的数值符合其概率分布；(3)按照含气量法计算第一次模拟的煤层气目标区储量；(4)确定模拟次数n(一般为1 000次)，就可以获得较大样本来模拟煤层气目标区储量的概率分布规律。
三、参数选取办法一般情况下，在进行煤层气目标区优选排序时，并非所有参数都被当作随机变量。
有效含气煤储层面积A 在进行优选排序前已经确定；煤储层容重D 在取得少量实际资料后，确定的数值变化不大，因此也可以视为定值。
CBMRS_6
历史拟合技术 历史拟合的一般步骤
• 确定历史拟合工作制度和拟合指标
定日气产量//定日水产量//定井底流压 定日气产量//定日水产量//定井底流压
6 煤层气储层模拟技术
层开采--3种工作制度均可以采用，例如可以选定日水产量(或定日气产量) 单层开采--3种工作制度均可以采用，例如可以选定日水产量(或定日气产量)， 拟合压力和日气产量(或日水产量) 拟合压力和日气产量(或日水产量)。 -- 当井在垂向上穿过多层互不连通的网 --当井在垂向上穿过多层互不连通的网 格时，一般采用定井底流压的工作制度。 格时，一般采用定井底流压的工作制度。 因为当垂向非均质较严重， 因为当垂向非均质较严重，尤其当层间 不相连通的情况下， 不相连通的情况下，压差的影响不能忽 略。在这种情况下，如果继续采用定产 在这种情况下， 量的工作制度， 量的工作制度，各层的产量分配就必须 考虑压差随时间的变化情况， 考虑压差随时间的变化情况，增加了历 史拟合的难度。 史拟合的难度。
历史拟合技术 历史Байду номын сангаас合的一般步骤
• 确定历史拟合工作制度和拟合指标
定日气产量//定日水产量//定井底流压 定日气产量//定日水产量//定井底流压
6 煤层气储层模拟技术
层开采--3种工作制度均可以采用，例如可以选定日水产量(或定日气产量) 单层开采--3种工作制度均可以采用，例如可以选定日水产量(或定日气产量)， 拟合压力和日气产量(或日水产量) 拟合压力和日气产量(或日水产量)。 --当1口井只穿过1个网格，即生产井 --当 口井只穿过1 是单层开采时，3 是单层开采时，3种工作制度均可以采 用，例如可以选定日水产量( 用，例如可以选定日水产量(或定日气 产量)，拟合压力和日气产量( 产量)，拟合压力和日气产量(或日水 产量) 产量)。的检查。
煤层气储层敏感性实验研究
煤层气储层敏感性实验研究一、本文概述随着能源需求的日益增长，煤层气作为一种清洁、高效的能源，其开发利用受到了广泛关注。
然而，在煤层气储层开发过程中，储层敏感性问题常常会对开发效果产生重要影响。
本文旨在对煤层气储层的敏感性进行系统的实验研究，分析不同因素对储层敏感性的影响，为煤层气储层的合理开发提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了煤层气储层敏感性的基本概念和研究意义，阐述了储层敏感性对煤层气开发的影响。
接着，详细描述了实验材料、实验方法以及实验过程，包括实验设备、实验步骤、实验条件等。
在实验结果分析部分，本文将通过实验数据，对储层敏感性进行定量评估，并深入探讨不同因素对储层敏感性的影响机制。
本文总结了实验研究的主要结论，提出了针对性的建议，以期为我国煤层气储层的合理开发提供有益的参考。
通过本文的实验研究，旨在深入理解煤层气储层的敏感性特征，揭示储层敏感性对煤层气开发的影响规律，为煤层气储层的科学开发提供理论支撑和实践指导。
本文的研究结果也可为其他类似储层的敏感性研究提供借鉴和参考。
二、煤层气储层敏感性实验研究方法煤层气储层敏感性实验研究是评估煤层气储层对各种外部因素（如压力、温度、化学处理等）响应程度的关键手段。
本研究采用了一系列实验方法，系统地探讨了煤层气储层的敏感性特征。
我们采用了渗透率测试技术，通过改变储层压力、温度等条件，实时监测渗透率的变化情况。
这一技术能够直观反映储层在外部条件变化下的渗透性能，是评估储层敏感性的重要指标之一。
为了深入研究储层敏感性机理，我们采用了扫描电子显微镜（SEM）和射线衍射（RD）等微观分析手段。
这些技术能够揭示储层微观结构的变化，包括孔隙结构、矿物成分等，从而深入理解储层敏感性的内在原因。
我们还采用了化学处理实验，通过模拟储层中可能遇到的化学环境（如酸碱溶液、氧化剂等），研究储层对这些化学因素的响应情况。
这一方法有助于评估储层在开采过程中的稳定性，预测潜在的风险因素。
CBM煤层气开发分析预测软件功能介绍
北京雅丹石油技术开发有限公司 010-69706217
目录
一、F.A.S.T.CBM 软件简介 二、F.A.S.T.CBM 软件各模块功能介绍
一、煤层气开发分析预测软件简介
F.A.S.T.CBM 软件是由加拿大Fekete公司所开发的系 列软件之一，该软件主要用于煤层气田开发和储层分析 预测。
yadanty@
建模（水平井模型） 输入储层参数
模拟储层压力产 水/气量变化
在模拟的基础 上进行预测
二、煤层气开发分析预测软件模块功能介绍
5 建模分析
① 分析模型 ② 数值模型 ③ 典型曲线模型
不同时间段储层压力分布状况
二、煤层气开发分析预测软件模块功能介绍
5 建模分析
① 分析模型 ② 数值模型 ③ 典型曲线模型
Hagedorn and Brown
二、煤层气开发分析预测软件模块功能介绍
1 数据管理
多
相
流
① 导入生产数据 ② 生产数据编辑 ③ 井身参数 ④ 井况监测
单向流
二、煤层气开发分析预测软件模块功能介绍
1 数据管理
① 导入生产数据 ② 生产数据编辑 ③ 井身参数 ④ 井况监测
二、煤层气开发分析预测软件模块功能介绍
二、煤层气开发分析预测软件模块功能介绍
F.A.S.T.CBM 软件模块
数 据 管 理
/
等
煤
温
储
线
层
储 量 体 积 计 算
基 质 收 缩 计 算
产 能 分 析 预
建 模 分 析
测
常 规 递 减 分 析
物
风
质
险
平
分
煤层气数值模拟讲解
1.煤层气藏开发生产特点煤层气藏开发一个最显著的特点是需要进行前期脱水降低煤层压力。
煤层气吸附在煤基质孔隙表面，只有当煤层压力低于临界解析压力，煤层气才会从煤层基质孔隙解析出来扩散到煤层裂缝。
脱水时间长短取决于煤层气饱和度。
煤层气饱和度定义为某压力下煤层气含量与该压力下煤层气吸附能力的比值。
饱和度为1的煤层气藏称为饱和气藏，饱和气藏煤层气随着煤层脱水而产出。
饱和度小于1的煤层气藏称为欠饱和气藏，欠饱和气藏需要经过长期脱水后才开始产气。
在我现在工作的煤层气藏，有些井脱水十几天后就开始产气，单井高峰日产气量能达到三万方以上。
有些井则需要一年甚至几年的脱水后才产气。
不同煤层气田以及同一煤层气田不同生产井的生产动态可能差别很大，煤层气田典型生产井产量可以分为三个阶段，第一阶段井只产水，不产气。
第二阶段井开始产气，一直到气量达到最高值，产水量逐渐下降。
第三阶段产气量和产水量一起下降。
由于煤层地质属性的不同，井的生产动态会变化很大。
比如有些低渗井产气量从开始就递减，而且递减缓慢。
有些井只生产干气，不产水。
煤层气井的生产动态主要受煤层含气量，煤层含气饱和度，煤层渗透率，相对渗透率，孔隙度等的影响。
煤层气是以吸附状态吸附在煤基质孔隙中，吸附量与煤的类型，煤灰含量，煤湿度以及煤层压力有关，在相同温度，煤灰含量和湿度条件下，压力越大，煤吸附的气量越多。
常规砂岩气藏中的气体储藏在砂岩孔隙中，在相同压力条件下，煤层储气量要大于砂岩储气量。
煤层气吸附能力与压力的关系曲线称为解析等温线。
每个压力点对应该压力下煤的最大吸附量，也称为饱和吸附量。
许多煤层吸附气处于未饱和状态，也就是说在初始压力条件煤的实际吸附气量小于该压力下的饱和吸附气量，煤层在生产时只产水，不产气。
只有当压力降到临界解析压力，气才会从煤基质中解析出来，煤层才开始产气。
（临界解析压力为煤的气吸附量与煤吸附能力相同时对应的压力）。
开发煤层气田需要将井的井底压力快速降低到最低值，这样才能快速降低地层压力，缩短脱水时间，提高产气量。
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言随着社会经济的持续发展和对清洁能源的迫切需求，煤层气作为一种潜力巨大的新能源资源受到了广泛关注。
煤层气（CMM）开采过程涉及到多孔介质流动、储层性质和多种复杂的物理化学反应。
传统的现场实验研究方法不仅成本高昂，而且耗时较长。
因此，煤层气数值模拟技术应用成为近年来研究的热点，其在理论分析和实践应用上都有着显著的价值。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术主要依托于计算机技术和计算流体动力学原理，通过对煤层气的储层条件、流体力学性质以及相关化学反应进行建模和仿真，以实现对煤层气开采过程的预测和优化。
该技术通过构建三维模型，可以模拟煤层气的生成、运移、聚集和开采等全过程，为煤层气的开发提供理论依据。
三、煤层气数值模拟技术的应用研究1. 模型建立与参数设定在煤层气数值模拟过程中，首先需要建立准确的数学模型。
这包括对储层地质构造的准确描述、流体性质的分析以及相关物理化学参数的设定等。
此外，还需根据实际需求选择合适的模拟方法和算法。
2. 模拟过程与结果分析通过设定不同的开采方案和参数，进行煤层气数值模拟。
模拟结果可以直观地展示煤层气的分布、压力变化、流量分布以及潜在的危险区域等。
同时，结合实际现场数据，可以对模拟结果进行验证和优化。
3. 预测与优化基于数值模拟结果，可以对煤层气的开采过程进行预测和优化。
例如，预测不同开采方案下的产能变化、评估储层的开采潜力以及优化开采参数等。
此外，数值模拟还可以帮助发现潜在的隐患和问题，为制定合理的开采策略提供依据。
四、研究案例分析以某地区的煤层气开采项目为例，采用数值模拟技术对该区域的煤层气储层条件、流体性质和开采过程进行建模和仿真。
通过对不同开采方案的模拟和对比，发现了一种更为高效的开采方法，提高了产能并降低了成本。
同时，数值模拟还帮助发现了潜在的储层问题，为制定合理的开采策略提供了有力支持。
五、结论煤层气数值模拟技术应用研究对于煤层气的开发具有重要价值。
不同生产阶段煤层气产量预测的Weibull模型方法研究
５０ ０
速 上升 ， 后缓 慢下 降”的变化 规律 ， 可 用 Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ 模 型对 其进 行 分段描 述及 预测 ， 将 ａ＞ １的情 况 用于 描 述 和预测 煤层 气开 采 的阶段 ｌ 和 阶段 ２ ； 将ａ ≤ １ 的情 况 用 于描述 和预 测煤 层气 开采 的 阶段 ３ 。
（ 气） ； ｔ 为油气 １ ｔ ｔ 开发 时 间 ， 月。
式（ ２ ）对 时 间 求 导 ， 得：
一
［ ｃ 一 一 ｅ 一
『 Ｌ ａ Ｊ ］ 。
㈦
（ 、 ４ 一 ）
当 一 。 时 ， 必 然 有 （ ａ 一 １ ） 一 詈 ｆ 一 ０ ， 故 可 以 得 到 最 高 产 量 发 生 时 间 （ ） ：
。
２ ． ２ Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ 模 型 曲线 特点 及参 数确 定 方法 前 文 给 出 了求 取 Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ 模型 参 数 的 线 性 回归 方 法 ，但 是 实 际应 用 中往 往 难 以获 得 较 好 的直 线 关 系 。为此 ，笔 者分 析 了 Ｗ ｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ 模 型 的 曲线 特点 。
０
５
１ ０
１ ５
２Ｏ
２５
ｔ ／ 月
图２ Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ 模 型 的 ｆ 特 征 曲线
Ｉ ． ａ ｎ ｇ ｍｕ ｉ ｒ 体 积 常数 ３ ４ ０ ｍ。 ／ ｍ。 ，原始 地层 压力 ３ ． ６ ＭＰ ａ ，临界解 吸压 力 ３ ． ０ ＭＰ ａ 。
采用 式 （ ８ ）对前 期数 据进 行线 性 回归 ，取 ａ —１ ． ６可 得到较 好 的直线 关 系 。将 线性 回归 所得 直线 的
斜 率 与截距 代入 式 （ ７ ）进行 求解 ，可 以求 得 ： Ｊ ８ —１ ３ ６ ２ ． ０ ３ ， ｉ — ￣ ／ ｒ ｏ ： ＝ ＝ ＝ ３ ３ ４ １ ２３ ５ 。 将各 参数 值代 入式 （ ２ ） 得：
考虑渗透率变化的煤层气储层数值模拟及参数敏感性研究
中 图分 类 号 ： Ｅ １ Ｔ ３９ 文献标识码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ｂ ｄ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｍ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ Ｃｏ ｓ ｄ ｒｎ ｓ ａ ｃ ｎ Ｃｏ ｌ ｅ ｔ ａ ｅ Ｎｕ ｒｃ ｌ ｍ ｌ ｔｏ ｎ ｉ ｅ ｉ ｇ Ｓ Ｐ ｒ ｅ ｂ ｌ ｙ Ｃｈ ｎ ｅ ｎ ｒ ｍ ｅｅ ｅ ｉｉ ｉ ａ ｙ ｉ ｅ ｍ ａ ｉ ｔ ａ ｇ ｓａ ｄ Ｐａ ａ ｔ ｒ Ｓ ｎ ｔｖ ｔ Ａｎ ｌ ｓｓ ｉ ｓ ｙ
ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ Ｔ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｏ ｌ ｅ ｅｖ ｉ ａ ａ ｔｒ， ｄ ｏ ｐ ｉｎ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓａ ｄ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ａ ａ ｔｒ ｆ ＆Ｄ ｄ ｌ ｓ ｓａ ｌ ｅ ． ｈ ｎ ｔｎ ａｉ ｎ ｌｓｓ ｆｃ ａ ｓ ｒ ｏ ｒｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ａ ｓ ｒ ｔ ａ ａ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｐ ｒ ｍｅｅ ｏ ｓ ｖ ｒ ｏ ｉ ｃ ｓ Ｓ ｍｏ ｅ ｉ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔｗｉ ｅａ ｉｅ ｓ ｆ ｒ ｆ ｒｔ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｖ ｒ ｅ ． ｔ ｕ ｎ ｕ ａ ｈ ａ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｗｉ ｇ ｏ ｌ ｎ ｔ ｅ ｉ ｃｅ ｓ ｆ ａ ｒ ｕ ｔ ｒ ｌｔ ｏ ｔ ｅ ａｔ ｈ ｄ ｌｉ ｅ ｆ ｄ Ｉ ｔ ｒ ｓ ｏ ｔｔ ｔ ｅ ｇ ｓｐ ｏ ｕ ｔ ｌ ｅ ｈ ｖ ｗａ ｅ ｉ ｉ ｈ ｔ ｏ ｌ ｒ ｗ ａｏ ｇ ｗｉ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｈｈ ｉ ｉ ａ ａ ｏ ｔ ｎ ，ｓ ａ ｔ ｉ ｋ ｅ ｓ ｆａ ｔ ｒ ｅ ｅ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ Ｌ ｎ ｍｕ ｒ ｐ ｅ ｓ ｒ ， ｎ ｌ ｒｄ ｃ ｏ ｇ ｗ ｔ ｈ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｎ ｔ ｌ ｎｔ ｇ ｓ ｃ ｎ ｅ ｔ ｅ ｍ ｈ ｃ ｎ ｓ ， ｒ ｃｕ ｅ ｐ ｒ ａ ｉ ｔ ｎ ａ ｇ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｄ ｗｉ ｅ ｕ ｅ ａ ｎ ｉ ｔｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆ ｉ ｉ ａ ｉ ｌ ｍ ｉ ｌ ｌ ｈ ｉ ｐ ｅ ｓ ｒ ， ｒ ｃｕ ｅ ｐ ｒ ｓｔ ｎ ａ ｇ ｉ ｏｕ ，ｗ ｉ ａ ｉ ｇ ｎ ｔｇ ｔｍｕ ｈ ｔ ｏ ｗｉ ｅ ｄ ｓ ｒ ｔ ｎ ｔ ． ｎ ａ ｄ ｔ ｎ ｈ ｒ ｃｕ ｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ｆａ ｔ ｒ ｏ ｏ ｉ ａ ｄ Ｌ ｎ ｍｕ ｒｖ ｌ ｍｅ ｈ ｌ ｈ ｖ ｎ ｏ ｏ ｃ ｏ ｄ ｔ ｔ ｅ ｏ ｐ ｉ ｉ ｙ ｅ ｈｈ ｏ ｍｅ Ｉ ｄ ｉ ｏ ，ｔ ｅ ｆａ ｔ ｒ ｉ
煤层气产量预测方法及对比
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald68煤层气的产能状况是决定煤层气开发设计的重要依据，产能的预测成为开发工程师的重要任务，该文主要总结和分析了不同产能预测方法，可以看出不同方法都有其使用的条件，而不同的方法也有其各自的优缺点。
煤层气产能预测方法主要有以下几种。
1 煤层气井产量瞬时分析方法原理：评价各种地层物理参数，例如煤层厚度、孔隙度、渗透率和排泄面积，对产量的影响程度，应用曲线类型匹配技术来预测气产量。
前提条件：假设煤层气为单相流，而且产水微乎其微。
优点：该方法考虑了一些煤层特有属性，例如等温吸附特征、双孔隙结构，可以作为数值模拟和经验递减曲线方法的补充，用于计算煤层气井产量，在没有生产数据的情况下对煤层气产量做初步预测。
缺点：假设煤层气为单相流，产水量微乎其微。
2 特定层动态平衡方法原理：综合应用物质平衡动态平衡方法、产量曲线类型、数值模拟和瞬时压力分析方法。
使用范围：要求数据多，单煤层必须经过试井测试和多点压力测试，并且具有明显的产量下降趋势。
优点：准确预测多煤层的总产量以及单煤层的产量，还能计算原位气资源量和其他储层参数。
计算步骤：(1)筛选符合条件的单井。
(2)单煤层瞬时压力分析，确定单煤层气产量。
(3)利用数值模拟来确定煤层组产气速率、煤层组关井压力、煤层组总产气速率。
(4)将煤层组的总原地煤层气资源量与单煤层分析的资源量结果进行分析对比。
缺点：要求数据多，单煤层必须经过试井测试和多点压力测试，并且具有明显的产量下降趋势。
3 数值模拟法特点：比较成熟，应用较为广泛；需要各种各样数据，所需时间和精力多；适用于开发中后期(见图1）。
4 递减曲线经验法三种递减规律：i 1i i ()=exp[] b=0()=1>b>0[1+]()= b=1[1+]i ibiq t q D t q q t bD t q q t bD t ，指数递减，双曲递减，直线递减该方法在常规油气中应用非常广泛，在煤层气井中，只能应用于煤层气井产气高峰后的产气量预测。
三交地区煤层气井产量的拟合分析
三交地区煤层气井产量的拟合分析一、煤层气井产量的定义及意义煤层气井产量是指在煤层气井中开采出的含气量。
煤层气是一种热解气体，其主要成分为甲烷，也含有少量的乙烷、丙烷等，具有高热值、清洁环保等优点。
发展煤层气资源，既可以替代传统的化石燃料，减缓大气污染压力，又可以促进当地经济发展。
二、三交地区煤层气井产量的现状三交地区位于中国西南部，地质条件适宜，煤层气储量丰富。
目前，该地区的煤层气资源已开始开发，但是，由于井口处气能的大小结果产出存在大的差异，需要在产量分析上进行合理的建模。
三、产量拟合模型通过对三交地区煤层气井的产量数据进行统计分析，我们可以得到如下图表：产量数据图表产量数据图表从图表可以看出，煤层气井的产量呈现比较明显的幂律分布规律，即存在一些井口能生产出大量的煤层气，但大部分井口的产气量比较低。
因此，我们需要选择合适的数学模型对煤层气井的产量进行拟合。
在幂律分布中，最常用的拟合方法是齐普夫定律（Zipf law），其公式为：$$y=Cx^{-\\beta}$$其中，y表示煤层气井产量，x表示排名，C和β是常数，通常通过样本数据拟合得出。
在具体的实现中，我们可以采用Python中的Scipy库进行拟合计算。
代码示例：import scipy.optimize as optimport numpy as npx = np.array([i for i in range(1, len(y) +1)])y = np.array(y)def zipf(p, x, y):C, beta = preturn C * x ** (-beta) - yp0 = [1, 1]result = opt.leastsq(zipf, p0, args=(x, y))四、拟合结果与分析通过对三交地区煤层气井产量进行拟合，我们得到了如下的结果：•C的值为7.9681e+08•β的值为2.1287针对这些结果，我们可以进行如下分析：•β的值接近2，表明煤层气井的产气量与排名呈现负相关，符合幂律分布规律；•C的值较大，说明煤层气井的产量差异非常明显，少数井口产量占据了绝大多数的煤层气产出量。
煤层气井产能预测研究 (1)
式中 : S 为割理间距 ,即煤块尺寸 。 ( 3) 煤层甲烷在割理系统中的流动为达西渗流 。 4. 产能预测数学模型 模型的基本假设条件为 : ①煤层理想化如图 1 所示 ,长方体表示基质 ,长方体之间的空隙表示割理 系统 ( 面割理和端割理) ; ② 煤层微可压缩 ,基质均质
三、 计算实例
m3 ,煤层压缩系数为 0. 0008 MPa - 1 的割理系统原始
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开发试采
m3 / m3 ; V e 为 由 朗 格 缪 尔 公 式 计 算 的 含 气 量 , m3 / m3 ;τ吸附时间 ,d 。 d Vi 1 ( ) =τ Vi - Ve dt 2 τ= S = 1 πDi 8 Di a
公式中 :
d Vm 1 ( ) ( 5) = τ[ V E pcg - V m ] dt 如果 V m < V E ( pcg) , 则 d V m/ d t = 0 ; pcgw = pcg - pcw ;
一、 引 言
煤层气 ( 煤层甲烷) 作为非常规天然气资源的重 要组成部分 , 是最现实的接替常规天然气的后备资 源 。开发和利用我国丰富的煤层气资源将对我国的 能源储备起到至关重要的作用 。通过煤层气井产能 预测技术 ,可以在煤层气井投入正式生产之前 ,对煤 层气井的生产动态进行预测 ,这样 ,可以避免盲目的 生产开发 , 尽可能的提高经济效益 。煤层甲烷的数 值模拟软件是预测煤层气井长期生产动态的最好工 具 。模拟软件可以同时精确解释气体解吸 、 扩散 、 气 液渗流 、 相渗关系 、 井间干扰等过程 。模拟软件也能 描述由于煤本身的可压缩性以及甲烷从煤中解吸所 引起的渗透率和孔隙度随时间的变化 。本文建立了 煤层甲烷非平衡拟稳态吸附和扩散模型 , 该模型可 很好地描述煤层气井井底渗流过程 , 对煤层甲烷的 开发有一定的指导作用 。
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第3卷第3期 中国煤层气 V o113N o13 2006年7月 CHI NA C OA LBE D METH ANE July 2006 煤层气产量预测和矿区优化的储层模拟潘哲军 卢克・康奈尔(联邦科学与工业研究院石油资源研究所,澳大利亚)摘 要:SI ME D II煤层气储层模拟器是一个高精度的,可以对非稳态的储层状态、多组份气体以及三维立体的储层结构进行模拟的软件。
本文具体阐述了SI ME D II模拟器的工作流程,以及如何将它应用于预测气体产量以及模拟储层中煤层气的抽采过程。
关键词:煤层气 产量预测 储层模拟Reserv oir Simulation for C BM/C M M Production F orecasting andField OptimisationZhejun Pan and Luke C onnell(CSIRO Petroleum,Australia)Abstract:SI ME D II is a unique,highly s ophisticated coalbed methane reserv oir simulation m odel,which iscapable of unsteady2state,multi2com ponent gases,three2dimensional reserv oir simulation.This paper de2scribes the processes represented in SI ME D II and how it can be applied to simulate gas production and minedrainage from coalbed methane reserv oirs.K eyw ords:C BM;production forecasting;reserv oir simulation1 概述在煤层气的开发生产过程中,甲烷气体从煤层的原生孔隙中解吸,并扩散渗入内生裂隙系统(次生孔隙)中。
随后,由于压差的作用,气流由内生裂隙系统流入煤层气生产井。
储层模拟是目前唯一可行的分析方法,专门对煤层气储层固有属性之间的关系进行分析。
它是综合地质学、岩石物理学、油气藏工程以及生产的一套处理程序。
本文在煤层气储层模拟理论的基础上,详细说明了储层模拟器-SI ME D II的特点与性能,并对气体储层的特点,例如渗透率中的各向异性,做了敏感性分析。
2 SI MED II模拟器特性煤层气储层模拟应用了一系列公式来描述流体流动和煤层气生产情况。
在SI ME D II模拟器中,这些方程式与煤层气工程的最新发展相结合,并且应用了优化数值计算方法。
SI ME D II模拟器的主要特性概括如下。
(1)多种煤类型:SI ME D II模拟器充分考虑到了一个模拟网格中多种煤岩类型。
每种煤型都与其渗透率、压力、密度、朗格缪尔等温吸附参数等属性相联系,使用者可以很好的模拟多煤层的情 作者简介 潘哲军,男,博士,从事煤层气开发及二氧化碳地质存储的研究工作。
况,以及煤层特性的真实变化。
(2)可变的渗透率模型:SI ME D II模拟器包括五个备选方案,通过孔隙度、外加应力及其变化、内生裂隙气体压力及其变化等与渗透率的关系来对渗透率进行描述。
还考虑到了煤层气解吸和吸附过程中,煤的收缩和膨胀,以及克林肯堡效应。
(3)多组分吸附模型:SI ME D II模拟器集成了多组分吸附模型来描述混合气体的吸附过程。
还包括理想吸附溶液(I AS)模型,并包括了重新吸附选项来描述气体解吸率与水饱和度的关系。
(4)完全耦合的隐式煤层气井模型:SI ME D II 模拟器可适用多个煤层气井和多种煤层气完井的计算。
模拟器采用改变渗透速率的方法来对水力压裂的效果进行模拟。
与煤层气完井和受损煤层气井的流动相关的表皮系数和煤层气井壁附近的非达西渗流都由表皮系数进行描述。
(5)事件控制:SI ME D II模拟器允许使用者在规定时间改变煤层气井运行条件以及结果输出。
(6)输出任选和图形显示:SI ME D II模拟器为煤层和煤层气井的输出参数提供了30个网格分布变量,10个煤层气井操作变量以及13个总的储层变量。
并提供了二维和三维的综合完整图示。
3 参数敏感性分析有三类参数对于进行模拟计算来说是必不可少的,包括:(1)储层参数。
包括煤层气井抽采面积、煤层厚度、内生裂隙孔隙度、储层温度、储层原始压力等等;(2)岩石及流体特性。
包括气含量、吸附参数、解吸压力、吸附时间常数、渗透率、相对渗透率、原始含水饱和度、毛细管压力、气体的体积温度压力特性、水的体积、温度和压力特性等等;以及(3)煤层气井定义和操作参数。
包括煤层气井的数量、名称、地点以及结构特性,还有与之相关的水力压裂、表皮系数、煤层气井底压力等等。
在模拟煤层气储层活动过程时,大量的参数是必不可少的。
尽管如此,各个参数的重要程度也有所不同。
事实上只有一小部分参数起决定性的作用,如煤层尺寸、渗透率、含气量等。
311 吸附能力产生的影响不同煤级的煤吸附能力也不同。
图1显示了两种不同煤级的煤的等温吸附曲线。
此高煤级和低煤图1 不同煤级煤层甲烷等温吸附曲线级煤在原始地层压力下的气体含量分别是19m3/t 和1215m3/t。
图2显示了这两种煤的模拟结果,假设此两种煤层中除等温吸附曲线外其他所有情况都相同。
两种煤级的煤层气最大产量分别为6230m3/d和5100m3/d。
同时,两煤级的煤层在15年累计生产的气体大约能够分别达到1830万m3和1400万m3。
从这个模拟结果可以看出,等温吸附式既影响气产量速度,也影响气累积产量。
312 含气饱和度影响在计算气体产量时,原始气含量是一个很重要的因素。
一个煤层如果其原始或达到平衡状态时的孔隙压力与气体开始解吸时的压力相同,则可以看作该煤层处于气饱和状态。
在这种情况下,抽水将降低煤层压力,气体就会立即解吸。
然而,如果煤层没有达到气饱和,则在任何游离气体溢出至内生裂隙空间之前,煤层的压力必须通过排水降低气体的解吸压力。
图2 受吸附能力影响的模拟结果图3显示了达到气饱和状态的煤层和气饱和度为60%的煤层中气产量模拟结果。
两种情况下的82中国煤层气 第3期结果大不相同。
在煤层未达到气饱和状态时,煤层的气产量相对较低,因为气体只在生产煤层气井附近的一个小范围内解吸。
图3 含气饱和度对模拟结果的影响313 煤层气井间距的影响煤层气井间的干扰效应能够极大的提高煤层甲烷的经济回收率。
与煤层气井间距较大的情况相比,间距小时气体的解吸能力和生产能力都会很快达到最大值。
但是,煤层气井间距较小的煤层气井消耗当地气体的速度也比较快,这样气体产量开始下降的时间也比较早,而且下降幅度较大。
当然总的钻井花费是随着煤层气井数量而增加的。
需要注意的是找到使气体生产潜在的经济回报与总费用的平衡点。
如图4所示,由于煤层气井间的干扰效应,煤层气井间距为40英亩的单煤层气井比煤层气井间距是160英亩的单煤层气井的产率达到最大值所用的时间要短。
不只如此,由于其气体抽采区域比较小,煤层气井间距较小的煤层气井产量下降的速度也要相对快一些。
从图5还可以看出,井间距不同的煤层气井产水速率大致相同。
图4 煤层气井间距的影响-气产量和水产量314 绝对渗透率的影响在煤层气生产中,渗透率是最重要的参数之一。
图5显示了在三种不同的绝对渗透率影响下的产气量、产水速度以及气体的累计产量。
三种绝对渗透率分别为1、10和30md 。
如图5所示,较低的渗透率会降低生产速度,并且从经济角度来看,可能引起煤层气回收利用项目无法实施。
图5 绝对渗透率对模拟结果的影响煤层中的渗透率一般都是各向异性的。
通常情况下,沿内生裂隙方向的渗透率要比其它方向高一些。
在一个矿区中,各向渗透系数比达到1∶3时,不同排列安排的煤层气井的产气量情况见图6。
在渗透率较高的轴线上优化分布间距较大的煤层气井,其气体产量也最高。
不仅如此,对倒转矩型分布的煤层气井来说,当在渗透率较低的轴线上的煤层气井间距较大时,其产气量相对较低。
4 模拟实例411 水平井对于煤层气生产项目来说,水平井是一个极富吸引力的备选方案。
因为它们最大限度的增加了煤层气井和煤层的接触面。
水平井最佳钻进方向是垂直于最大渗透率的方向,这时,其产气量可以达到最大值。
本文研究了在三种渗透率不同的煤层中水平井的生产情况:(1)渗透率各向同性的煤层;(2)渗92第3期 煤层气产量预测和矿区优化的储层模拟透率各向异性的煤层,此时水平井与低渗透率方向平行;以及(3)渗透率各向异性的煤层,此时水平井与高渗透率方向平行。
案例2和3使用的方向性渗透率为3∶1,y 方向渗透率较高。
图6 定向渗透率的影响-产气量从图7可以看出,第二种情况下的初始生产速度要低于其他两种情况,但是煤层气井生产速度保持较高水平的时间要比其他两种情况长。
同时,累计气体产量可以说明,当煤层气井与高渗透率方向所成一个合适的角度时,可以带来很多优势。
图7 水平煤层气井-气体产量和产水量412 煤层气井壁破损煤层气井壁破损会影响气体的产量。
煤层气井壁破损是煤层气井中常见的现象,其成因有很多。
比如煤粉阻塞了内生裂隙,或者钻井泥浆改变了邻近煤层的渗透率等等。
表皮系数经常用来表示由地层损害引起的煤层气井壁附近煤层渗透率的改变。
表皮系数一般用以下方程式计算:s =k a k s -1ln r sr w式中:k a —绝对渗透率;k s —临近煤层气井区域的绝对渗透率;r s —损坏区域的半径;r w —煤层气井筒半径。
图8显示了表皮系数为0,5和10时,对前三年煤层气井的气体产量产生的影响。
图8 煤层气井壁污染413 增产改造-水力压裂增产改造煤层气井抽采较为常见的方法之一是水力压裂。
SI ME D II 模拟器通过采用改变渗透率的方法来对水力压裂的效果进行模拟。
此种模拟的优点是不需要在煤层气井断面定制一个过分精细的网格。
这为用大网格引起的数值分散性和用精细网格带来的大计算量提供了一个很好的折衷方案。
图9显示了经压裂改造的煤层气井的产气量要大大高于未经压裂的煤层气井。
使用水力压裂增产改造的煤层气井累计气体产量要比未经增产改造的煤层气井产量高四倍左右。
414 增产改造-洞穴完井有一研究表明洞穴完井增产改造作用优于水力压裂。
以上一个案例为基础,把原先的水力压裂改造变为洞穴完井增产改造。
进行洞穴完井改造的煤层气井最大产气量可以达到大约369m 3/d ,这是水力压裂增产改造中的产气量的2倍。
3年内,洞穴完井后的煤层气井气体总产量可以达到140万m 3,比在水力压裂增产改造项目中煤层气井的气体产量要略微要高一些。