储层压力与吸附性
《CO2-ECBM中煤储层结构对CH4和CO2吸附-解吸影响的研究》范文
《CO2-ECBM中煤储层结构对CH4和CO2吸附-解吸影响的研究》篇一CO2-ECBM中煤储层结构对CH4和CO2吸附-解吸影响的研究摘要本研究关注CO2增强采煤（CO2-ECBM）中，煤储层结构对CH4（甲烷）和CO2吸附/解吸行为的影响。
研究首先介绍了背景、意义、方法与相关文献，之后对实验结果进行了深入探讨。
最后，本研究强调了煤储层结构在提高煤层气回收效率以及控制煤层甲烷和二氧化碳地质封存的重要性。
一、引言随着全球气候变化问题日益严重，碳捕集和储存（CCS）技术，特别是CO2增强采煤（ECBM）技术，被视为减缓温室效应的重要手段。
然而，这一过程中，煤储层的吸附/解吸行为尤其是对CH4和CO2的吸附特性受到了众多因素的影响，其中储层结构是最关键的因素之一。
本篇论文的目的就在于探讨煤储层结构对CH4和CO2的吸附/解吸影响。
二、文献综述近年来，国内外众多学者对煤储层结构及其对CH4和CO2的吸附/解吸影响进行了大量研究。
研究表明，煤的吸附和解吸行为受到多种因素的影响，包括温度、压力、湿度以及煤的物理化学性质等。
其中，煤储层的孔隙结构和化学性质是影响甲烷和二氧化碳吸附/解吸的主要因素。
三、研究方法本研究首先采集了具有不同储层结构的煤样，并进行了必要的处理和分析。
我们采用了多种方法如高压吸脱附仪、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段来分析煤样的孔隙结构、化学性质等关键参数。
然后，我们通过模拟不同储层环境下的CH4和CO2的吸附和解吸过程，探讨了储层结构对甲烷和二氧化碳的吸附/解吸特性的影响。
四、实验结果我们的研究发现，煤储层的孔隙结构和化学性质对CH4和CO2的吸附/解吸行为具有显著影响。
具体来说：1. 孔隙结构：具有较大孔径和较高比表面积的煤样，对CH4和CO2的吸附能力更强。
这是因为较大的孔径有利于气体的扩散和储存，而较高的比表面积则提供了更多的吸附位点。
此外，孔隙连通性也对气体的解吸过程有重要影响。
油水井测试方法
油水井测试方法引言：油水井测试是石油工程中的一个重要环节，通过测试油水井的产能和流体性质，可以评估井底油层的物性参数，为油田开发和生产提供重要的依据。
本文将介绍一些常见的油水井测试方法，包括静态测试和动态测试，以及它们的原理和应用。
一、静态测试方法1. 储层压力测试储层压力是评估油水井产能和储层性质的关键参数之一。
通过测量油水井的静态压力，可以了解储层的压力分布情况，进而评估油层的渗透性和储层容量。
常用的储层压力测试方法包括射孔试井、压耳试井和测井试井等。
2. 产能测试产能测试是评估油水井产能的重要手段。
常用的产能测试方法包括沉没式油水井测试、气体插管测试和动态试油等。
这些测试方法可以测量油水井的产能，用以评估油田的开发潜力和储层的物性参数。
3. 流体性质测试流体性质是评估油田开发和生产效果的重要指标之一。
通过测量油水井的流体性质，可以了解储层中油水的组成、粘度和密度等参数，进而预测井底油层的物性特征。
常用的流体性质测试方法包括油水井液测定、岩心流体实验和测井解释等。
二、动态测试方法1. 压裂测试压裂测试是评估储层裂缝性质和增产效果的重要手段。
通过向油水井注入高压液体，使储层发生裂缝，可以改善储层的渗透性，提高油水井的产能。
常用的压裂测试方法包括液体压裂、气体压裂和化学压裂等。
2. 注水测试注水测试是评估油水井的封堵性能和改善采收率的有效方法。
通过向油水井注入水或其他封堵剂，可以改善储层的渗透性，提高油水井的产能。
常用的注水测试方法包括直接注水、间接注水和微生物注水等。
3. 注气测试注气测试是评估储层气藏性质和开发潜力的重要手段。
通过向油水井注入气体，可以改善气藏的渗透性，提高油水井的产能。
常用的注气测试方法包括气体吸附、气体解吸和气体驱替等。
三、应用案例1. 某油田开发案例在某油田开发中，采用了静态测试和动态测试相结合的方法。
通过测量油水井的储层压力、产能和流体性质等参数，评估了储层的物性特征和开发潜力。
煤层气储层特征研究分解
欠饱和的
饱和煤层（A）含有最大的气含量， 这在理论上是可能的，如由实验室确定 的等温吸附曲线所定义的。在开始脱水 和压力下降时，气生产立即开始。
欠饱和煤层（B）含有比煤层可能吸 附量要少的甲烷，由于先前发生过脱气事 件。为了使气产气甚至需要几年的时间进 行脱水和降压，而最终的储力
超压——煤层气井喷
三、储层的空隙压力与原地应力
2、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。煤储层试井测得储层压力是水压，二者的测试 条件和测试方法明显不同。煤储层压力是水压和气压的总和，在封闭 体系中，储层压力中水压等于气压；在开发体系中，储层压力等于水 压与气压之和。
同一煤样吸附不同气体：CO2>CH4>N2
CH4 CO2 N2
8
10
CH4 CO2 N2
8
10
四、煤储层的吸附性
2、煤层气吸附／解吸过程的差异与解吸作用类型划分
地质条件下的煤层气吸附过程与开采条件下的煤层气解吸过程的差异对比
煤层气物理吸附
煤层气物理解吸
作用过程
吸附偶于煤的热演化生烃、排烃 人为的排水-降压-解吸过程（是一 过程之中（是一种“自发过程”） 种“被动过程”）
一、煤层气的概念
1、煤层气
煤层气是以甲烷为主要成分的矿产，是在煤化作用过程中形成、储集 在煤层及其临近岩层中的非常规天然气。
2、煤层气储层
煤层作为煤层气的源岩和储层，具有2方面的特征：一是在压力作用 下具有容纳气体的能力； 二是具有允许气体流动的能力。
二、煤储层的渗透性
1、概念
储集层的渗透性是指在一定压力差下，允许流体通过其连通孔隙的 性质，也就是说，渗透性是指岩石传导流体的能力，渗透性优劣用渗透 率表示。
煤层气的藏保存条件及其吸附性分析
煤层气藏保存条件煤层气藏定义：含有一定量煤层气，具有相对独立流体流动系统的煤体或地质体。
即煤层气藏是煤层气聚集的最小单元，具有统一压力系统。
煤层气作为开采利用对象，煤层气藏必须具有一定量煤层气。
其处于同一个压力系统，受相同流体流动系统控制，属于最基本单元。
该地质体不仅指煤层，同时包含了煤层顶、底板。
煤是一种有机质高度富集的烃源岩, 生烃能力很强，其生气能力远超煤层自身储气能力，因而决定煤层含气量的主要因素不是煤层生气能力, 而是其储气能力与保存条件。
保存条件主要指盖层的封盖能力、水动力条件和构造运动等因素。
在地质历史中，上述地质作用主要是通过改变地层的温压条件而改变吸附与解吸和吸附与溶解之间的平衡，来控制地层中的煤层气赋存形式，从而影响煤层气的保存与富集。
1、较强的吸附能力是煤层气富集的前提煤层气以溶解气、游离气和吸附气三种方式赋存于煤层的双孔隙系统中：割理系统和微孔隙系统。
割理孔隙度一般都较小且被水充满，溶解气、游离气较少，煤层气主要以吸附状态存在于煤的基质微孔中，吸附气占总含气量的90～９５％以上，正是由于煤的这种吸附特性决定了煤的储集能力。
在地层条件下，吸附气、游离气和溶解气处于一种动态平衡过程中，在达到吸附平衡后，吸附量是压力和温度的函数。
但煤对气体的吸附属于物理吸附，吸附与解吸是可逆的，当温度和压力条件改变后，吸附量也会改变：当压力下降或温度升高时，吸附气就会解吸，转化为游离气。
同样，在地层水交替作用下，原有的平衡条件也会被打破而使吸附气越来越少。
由于吸附气的活性较游离气和溶解气弱得多，更易保存，因此煤的吸附能力越强，吸附量越大，越有利于煤层气的保存。
各种地质作用就是通过改变吸附与解吸及吸附与溶解的关系而影响煤层气的保存。
2、良好的封盖条件是煤层气保存的重要因素煤层气属于自生自储式，不需要初次运移，这就要求自生气开始，就需要有良好的封盖条件才能使煤层气得以保存。
盖层对于煤层气藏的作用主要是维持吸附与解吸的平衡，减少游离气的逸散和减弱交替地层水的影响。
储层条件下煤吸附甲烷能力预测
作者简介：苏现波，１９６３年生，教授；长期从事煤层气地质学与勘探开发领域的研究工作。
地址：（４５４０００）河南省焦作市高新区世纪大道２００１号河南理工大学资源与环境工程学院。
电话：（０３９１）３９８７９８１。
Ｅ‐ｍａｉｌ：ｓｕｘｉａｎｂｏ＠２６３．ｎｅｔ储层条件下煤吸附甲烷能力预测苏现波１ 林晓英１ 赵孟军２ 宋岩２ 柳少波２（１．河南理工大学 ２．中国石油勘探开发研究院） 苏现波等．储层条件下煤吸附甲烷能力预测．天然气工业，２００６，２６（８）：３４‐３６．摘 要 煤的吸附能力受煤的性质（煤阶、煤岩组分、煤体变形）和环境条件（温度、压力）的控制。
探讨储层温度、压力下的煤吸附能力是含气量预测的前提和基础。
根据Ｐｏｌａｎｙｉ的吸附势理论，结合实测等温吸附数据，首先绘制了煤吸附甲烷的吸附势特性曲线，然后建立反映吸附量、温度和压力三者之间关系的数学模型。
此模型可在已知某一温度下的吸附等温线时，计算任一温度、压力下煤的吸附能力，也就是储层条件下的理论最大含气量。
该模型的建立使得定量评价地质历史时期煤层气的聚集与散失成为可能，并且在沁水盆地东南部得到了成功应用。
主题词 煤成气 储集层 甲烷 吸附势理论 吸附特性曲线 含气量 煤对甲烷的吸附能力受煤的性质：煤岩组分、煤阶、煤体变形等内在因素的控制，长期以来关于这些方面的研究基本达成一直认识［１‐１２］。
温度、压力对吸附能力的影响也已经明确［２，６‐８，１２‐１５］。
但是，描述煤吸附特性的是兰氏等温吸附理论，要讨论不同温度下煤的吸附特征就必须进行多个温度点的等温吸附实验，但８０℃以上的温度目前国内在实验上还没有办法实现。
这就为储层条件下、特别是深部高温条件下煤层气含量的预测带来了困难。
因此，迫切需要一种理论在已知少数等温吸附实验数据时，就能够计算任何温度、压力条件下的煤对甲烷的吸附能力，这正是本文要讨论的主题。
将Ｐｏｌａｎｙｉ吸附势理论引入到煤吸附能力的预测，可定量评价煤层气的聚散历史，为煤层气成藏机理研究奠定基础。
煤层气开发地质学概念
煤层气开发地质学概念
煤层气开发地质学是研究煤层气的勘探、开发和利用的一门学科。
它主要研究煤层气的成藏规律、分布规律、富集规律、储量评价、开采技术等方面。
煤层气开发地质学是指通过地质学的方法，研究煤层气的地质特征、分布规律、成藏条件和运移特征等，为煤层气的勘探开发提供科学依据。
主要包括以下概念：
1.煤层气：指在煤层中吸附或储存的天然气，主要成分为甲烷。
2.煤储层：指含有煤层气的煤层，具有一定的储气能力。
3.丰度：指煤层气在煤储层中的分布量，通常用亿立方米/平方千
米（EKM/km2）来表示。
4.渗透率：指煤储层中煤层气向孔隙、裂缝或裂隙中运移的能力，
通常用mD（毫达西）来表示。
5.含气量：指煤层中单位质量（或体积）的煤能够释放出的煤层气
量，通常用m3/t（或m3/m3）来表示。
6.吸附：指煤层气吸附在煤储层孔隙中的现象，是煤层气储存的主
要方式之一。
7.储层压力：指煤储层中煤层气所受的压力，是煤层气开采的重要
参数之一。
8.采气半径：指煤层气开采时，从井口到煤储层边界的距离，是评
价煤层气开采效果的重要指标之一。
9.水文地质条件：指煤层气开采区域的地下水分布及其运移规律，
对煤层气开采影响很大。
10.煤层气富集规律：指煤层气在地质历史过程中形成和富集的规
律，对煤层气开采的合理性进行论证和预测。
4 储层压力与吸附性
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。多通过试井获取. 煤储层压力与煤层含气性密切相关，它与吸附性 （特别是临界解吸压力）之间的相对关系直接影响采气 过程中排水降压的难易程度。因此，煤储层压力的研究， 不仅对煤层含气性和开采地质条件的评价十分重要，同
因吸附等温线是在实验室内通过气压实验得出的，储
层压力又是通过试井得出的水压，而煤储层原位流体 压力是气压与水压的综合。因此，计算的饱和度误差 较大，因实测的煤层含气量中包括有游离气，使不同 煤级煤计算的饱和度误差不同，低煤级煤误差更大。
二、临界解吸压力 指解吸与吸附达到平衡时对应的压力，即压力降低使吸
理论饱和度:实际含气量与兰氏体积之比值
S理=V实/VL S理—理论饱和度，%； V实—实测含气量，m3/t；
吸附等温线: V=ＶＬＰＬ/（P+ＰＬ）
Ｖ/Ｐ＝Ｖ/ＰＬ＋ＶＬ/ＰＬ
p ad
pad
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/V
V=VLP/(P+PL)
3、吸附势理论
Vo—微孔体积，m3/g ； β—吸附质的亲和系数； K—与孔隙结构有关的参数； R—普氏常数，8.314J/(mol*K)； Po—实验温度下吸附质的饱和蒸汽压力； T—平衡温度，K； p —吸附平衡时的气体压力，MPa；
二、 平衡水等温吸附实验
IS-100型气体等温吸附/解吸仪
石油工程中地层压力变化对开采效果影响分析
石油工程中地层压力变化对开采效果影响分析地层压力是石油工程中一个重要的参数，它对石油的产量和开采效果有着重大的影响。
了解地层压力变化对开采效果的影响是石油工程中的关键问题之一。
本文将从地层压力对储层渗透性、吸附解吸效应和注采规律等方面进行分析和探讨。
首先，地层压力对储层渗透性有着重要的影响。
随着地层压力的增加，储层的渗透性会逐渐减小。
这是因为地层压力的增大会使储层中的毛细管力增大，从而抵抗流体渗流的效果，导致渗透性下降。
地层压力变化对渗透性的影响主要体现在有孔储层和裂缝储层中。
在有孔储层中，地层压力增大会使孔隙的有效压力增加，使孔隙中的气体和水分子更难流动，导致渗透性下降；在裂缝储层中，地层压力的增大会使裂缝闭合，从而降低了裂缝的渗透能力。
因此，了解地层压力变化对渗透性的影响，对于合理评价储层的产能和采收率具有重要意义。
其次，地层压力的变化对储层中的吸附解吸效应有着显著影响。
随着地层压力的增加，原本吸附在岩石表面的油分子会逐渐解吸出来，进入孔隙中，从而提高了原油的有效渗透性。
这种吸附解吸效应在储层的非常规油气资源开采中具有重要的作用。
对于页岩气、煤层气等非常规油气开采，地层压力的变化会显著影响储层中的气体解吸量，进而影响产量。
因此，合理控制地层压力变化，可以促进非常规油气资源的高效开采。
最后，地层压力变化对注采规律也有着一定的影响。
在油田开发中，为了实现高效开采，常常会实施注水作为辅助措施，增加有效压力，提高采收率。
地层压力的变化会影响注水效果和采油效果。
当地层压力适中时，注水可以提高采收率；而当地层压力过高时，注水可能会导致水突、垂深和岩性破坏等问题，从而降低采收率。
因此，在石油工程中合理控制地层压力变化，对于实施注采规律具有重要意义。
总结来说，地层压力变化对于石油工程中的开采效果具有重要影响。
了解地层压力的变化对于评价储层渗透性、合理开发非常规油气资源和控制注采规律等方面至关重要。
因此，在实施石油工程项目中，需要根据地层压力的变化特点，制定相应的开发方案和控制措施，以实现高效开采和可持续发展。
煤层气生、储、开发影响因素
一、生气因素：1、有机质成分：越高生气性越好，有机质类型为腐植型的生气能力较强。
2、镜质组反射率：是反映煤化程度的一个指标，煤化程度越高，产生的煤层气越多。
但煤化程度达到一定程度（大于1.8%~3%）过成熟时，其生气能力会逐步下降。
3、厚度：厚度越大越好二、储（保）气影响因素（或形成气藏的影响因素）1、埋深：影响煤层气赋集的地质因素主要是埋藏深度。
煤化作用过程中产生的大量气体能否很好保存，与上覆有效地层厚度有关。
煤层上覆有效地层厚度增加，煤层的保存能力增强，气含量也随之增加。
到一定深度后，随着地压增大，地温也随之增高，煤的储集性能相对变差，煤层气沿煤层缓慢向上运移，含气量减少。
一般情况下，埋深大有利于储气，但超出一定深度后，受地应力等各种因素影响，游离气的量会大大减小，开发成本会增大。
2、断层：开放性（或连通性好的）断层，不利于储气；封闭性断层储气能力强。
逆断层、平推断层构造应力大，低渗，有利于储气，但不利于开发，正断层构造应力较小，高渗，利于开发；因此在选区时要从断层的多个方面评价。
3、构造：向斜埋深大，储层压力大，含气量往往较高。
背斜埋深较浅，储层压力较小，裂隙较发育，不利于储气。
4、上覆下伏地层的封盖性：对煤矿来讲就是煤层顶底板岩性，一般来说砂岩透气性好，不利于储气，泥岩的封盖性比较好。
5、水文地质：地下水活动频繁的地层渗透性较好，随着水的运移，煤层气也会产生运移，导致该区域含量较低。
三、影响开发效果的因素1、储层自身条件因素煤层对CH4的吸附性：吸附性强的煤层开发难度大。
渗透性：透气性越好越利于开发顶底板及煤层的可改造性：脆性矿物含量高利于压裂改造。
厚度：厚度越大，资源丰度越高。
地层压力：一般地应力大，储层渗透性会较低；同时，主应力方向影响压裂主裂缝的延展方向，因此对水平井布置方向及直井井网间距确定影响较大。
储层压力：一般储层压力大，储层渗透性会较好有效应力越大的储层，一般渗透性都较差（有效应力是地应力与储层压力的差值）水文条件：地下水频繁不利于气储存，在排采过程中也会加大排采开发难度地温：地温高有利于气体解吸2、开发过程中的生产工艺影响因素钻井：钻进工艺：欠平衡或平衡钻进钻井液：比重越大，对储层伤害越大，要求低固相，比重不大于1.03 固井：固井泥浆密度不大于1.6，满足固井质量要求情况下，降低固井注浆压力井身质量：狗腿弯会对油管造成磨损，造成频繁停排修井，易形成缝堵。
新疆维吾尔自治区吉木乃县哈尔交煤矿区煤层气储层物性特征
新疆维吾尔自治区吉木乃县哈尔交煤矿区煤层气储层物性特征作者：柳顺彬范莎来源：《西部资源》2021年第05期摘要：哈尔交煤矿位于托斯特盆地南部地区萨吾尔复向斜的南翼，含煤地层为下二叠统卡拉岗组（P1kl），由一套喷发和沉积建造岩系组成，为二叠系断陷盆地沉积。
笔者通过对研究区实际样品采集测试成果的综合整理，对该区煤储层的等温吸附性、含气性、孔隙结构、渗透性、地应力参数和储层温度等物性特征进行了归纳、分析和研究，系统的评价了研究区煤层气赋存的地质条件及各项物性参数，为下阶段煤层气勘探提供了依据。
关键词：储层特征；煤层气；哈尔交煤矿研究区位于吉木乃县哈尔交煤矿以北区域，处于萨吾尔复向斜的南翼，地层倾向为北北东—北东向，总体形态表现为倾向北的单斜构造，地层走向103°～105°，倾向25°～30°，岩层倾角一般在10°～25°。
煤层赋存于卡拉岗组第三岩性段—含煤段（P1kl3）地层中，由一套喷发和沉积建造岩系组成[1]。
含可采煤层2～5层，平均可采总厚约11.06m，以无烟煤为主，局部有贫煤点。
根据煤层气采样测试成果，5号煤层含气量最高达8.19m3/t，甲烷含量73.6%，研究区煤层气地质条件较好，具有一定的开发前景。
为了本次研究，区内对哈尔交煤矿勘探区及东部详查区进行了系统的采样，并对煤层煤样分别进行了工业分析、煤岩显微组份镜质体反射率测定，和等温吸附试验，以准确测定煤的性质和煤组，了解煤的储集性。
对目标煤层进行了试井压裂，对块样进行孔隙度、渗透率测定，以研究煤的孔渗性能。
采样及煤质分析煤岩测定结果见表1。
1.煤储层的煤岩特征镜下显微组分中，煤层有机煤岩组分主要以镜质组分、惰质组分和稳定组分组成。
煤岩中的有机组分中惰质体含量很高，少量镜质体，壳质体镜下几乎不可见。
镜质体镜下可见少量的结构镜质体，细胞腔结构不明显，微量的均质镜质体和基质镜质体，油浸反射色灰色—深灰色，形态呈碎片状分布，镜下可用于测定最大反射率的镜质体很少，测定结果仅供参考。
煤储层及其基本物理性质
第二章煤储层及其基本物理性质煤储层是指在地层条件下储集煤层气的煤层。
煤储层具有双重孔隙介质、渗透性较低、孔隙比表面积较大、吸附能力极强、储气能力大等特点。
第一节主要内容：煤储层是由固态、气态、液态三相物质所构成。
固态物质：是煤基质液态物质：一般是煤层中的水（有时也含有液态烃类物质）气态物质：即煤层气一、煤储层固态物质组成：1、宏观煤岩组成煤是一种有机岩类，包括三种成因类型：①主要来源于高等植物的腐植煤②主要有低等生物形成的腐泥煤③介于前两者之间的腐植腐泥煤（自然界中以腐植煤为主，也是煤层气赋集的主要煤储层类型）2、显微煤岩组成显微煤岩组成包括显微组分和矿物质。
显微组分是在光学显微镜下能够识别的煤的基本有机成分，其鉴别标志包括：颜色，突起，反射力，光学各向异性，结构，形态等。
矿物质是煤及煤储层中含有数量不等的无机成分，主要为黏土类和硫化类矿物，其次为碳酸盐类、氧化硅类矿物以颗粒状。
团块状散布于煤中，常见显微条带状产出的黏土矿物。
3、煤的大分子结构煤中有机质大分子结构基本结构单元（BSU）的骨架结构由缩合芳香体系组成，其基本化学结构为芳香环。
煤中有机质大分子结构基本结构单元的缩聚过程主要起源于三种反应机制：芳构化作用、环缩合作用和拼叠作用。
芳构化作用是指：非芳香化合物经由脱氢生成芳香化合物的作用，可通过碳数不低于六个的链烃的闭环、五圆或六圆脂环和杂环的脱氢等方式实现，是煤中有机质生气的主要机理。
环缩合作用通过单个芳香环间联结、稠环芳香分子间或分子内联结、自由基分子间重新结合等方式得以实现，是中~高级无烟煤阶段芳香体系缩聚的主要机理。
拼叠作用是指基本结构单元之间相互联结而使煤中有机质化学结构短程有序化范围（有序畴）增大的作用，与自由基反应密切相关，是高级无烟煤阶段基本结构单元增大和秩理化程度增高的主要机理。
二、煤储层液态物质组成煤储层中液态物质包括裂隙、大孔隙中的自由水（油）及煤基质中的束缚水。
在煤化学中，将煤中水划分为三类，即外在水分、内在水分和化合水。
煤层气地质学4 储层压力与吸附性
反射率 （%）
0.56 0.54 0.92 0.64 2.12 2.28 0.87 1.04 1.16 2.26 1.86 1.92 4.35 4.32 1.43 1.53 JM ,SM JM
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：即实测储层压力与同深度静水压力之比，%
① 超压：压力系数>1，压力梯度>0.98 MPa/100m； ② 正常压力：压力系数=1，压力梯度=0.98 MPa/100m； ③ 欠压：压力系数<1，压力梯度<0.98 MPa/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。
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
8
12
7
V Vmbp abp VL p
6
10
VL,daf / m3 t·-1 VL,daf / m3 t·-1
1 bp 1 bp p pL 5
8
3 0℃
4
4 0℃
6
VL或Vm或a—最大吸附量；
3
5 0℃ 4
VL 、PL——朗格缪尔体积
矿区
铁法 辽河 靖远 窑街 韩 城 淮南 新集 徐州 峰峰 潞 安 晋 城 霍 州 恩 洪
我国部分矿区煤层甲烷平均解吸量统计结果
地层 时代
K1 E J1+2 J1+2 P1 C2 P2 P1 P2 P1 P1 C2 P1 C2 P1 C2 P2 P2
储层压力与吸附性资料课件
现场监测法
通过在储层现场安装监测设备，实时监测储层压力和吸附性 数据。
现场监测法是在储层现场安装各种监测设备，如压力计、温 度计、流量计等，通过实时监测储层压力和吸附性数据，获 取相应的资料。现场监测法具有实时性和可靠性的优点，但 需要建立完善的监测网络和维护体系。
04
储层压力与吸附性资料应用
油气藏评价
储层压力对吸附性的影响
储层压力对吸附性具有重要影响，随着压力的增加，吸附量通常会增大。
在储层中，随着压力的增加，气体或液体分子与岩石表面的接触更加紧密，从而增强了分子间 的相互作用，导致吸附量增加。这种现象在石油和天然气储层中尤为明显，因为这些储层的压 力较高，吸附量也相对较大。
吸附性对储层压力的影响
吸附性对储层压力的影响主要体现在压力的散布和变化上。
由于储层中存在吸附作用，岩石表面吸附的流体分子会在一定程度上占据储层空间，导致有效孔隙度减小，从而影响压力的 散布和变化。此外，当储层压力变化时，被吸附的流体分子可能会重新散布，进一步影响压力的变化。因此，在石油和天然 气勘探和开发过程中，需要考虑吸附性对储层压力的影响，以确保正确的工程设计和生产操作。
数值模拟法
利用数值计算方法模拟储层压力和吸 附性变化，生成相应的数据资料。
VS
数值模拟法是通过建立数学模型来描 述储层压力和吸附性变化的数值计算 方法。利用数值模拟软件，可以模拟 不同条件下储层压力和吸附性的变化 情况，生成相应的数据资料。数值模 拟法具有较高的效率和灵活性，但需 要建立准确的数学模型和参数设置。
案例二：某气田吸附性分析
总结词
吸附性是气田开发中的重要特性，通过对吸附性的分析，可以了解气体的吸附和解吸规律，优化开发 方案。
详细描述
第四章 煤储层压力及吸附
第四章煤储层压力及吸附/解吸特征煤层气以游离、吸附、固溶和溶解多种状态赋存于煤储层中。
其中吸附状态是煤层气最主要的赋存形式，储层压力是控制煤层吸附气量的最关键因素。
第一节煤储层压力一、定义煤储层通常受到三个方向的应力作用：垂直主应力，近似于上覆岩层的重量；两个相互正交的水平主应力，其大小明显不同，两者比值一般介于0.2~0.8之间，且很少与垂向主应力相等。
构造应力与所处构造部位密切相关，水平应力在逆断层或褶皱发育地段要远大于垂向主应力，在正断层发育地段则小于垂向应力（国家地震局地壳应力研究所，1990）。
煤储层压力，是指作用于煤孔隙—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，相当于常规油气储层中的油层压力或气层压力。
煤储层压力一般通过试井分析测得，即利用外推方法求取原始地层条件下相对平衡状态的初始压力。
煤储层压力与煤层含气性密切相关，它与吸附性（特别是临界解吸压力）之间的相对关系直接影响采气过程中排水降压的难易程度。
因此，煤储层压力的研究，不仅对煤层含气性和开采地质条件的评价十分重要，同时也可为完井工艺提供重要参数。
煤储层流体要受到三个方面力的作用，包括上覆岩层静压力、静水柱压力和构造应力。
当煤储层渗透性较好并与地下水连通时，孔隙流体所承受的压力为连通孔道中的静水柱压力，即是说储层压力等于静水压力。
若煤储层被不渗透地层所包围，由于储层流体被封闭而不能自由流动，储层孔隙流体压力与上覆岩层压力保持平衡，这时储层压力便等于上覆岩层压力。
在煤储层渗透性很差且与地下水连通性不好的条件下，由于岩性不均而形成局部半封闭状态，则上覆岩层压力即由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担，即：σV＝p＋σ（4-1）式中，σV—上覆岩层压力，MPa；p—煤储层压力，MPa；σ—煤储层骨架应力，MPa。
此时，煤储层压力将小于上覆岩层压力而大于静水压力。
二、压力状态在实践中，为了对比不同地区或不同储层的压力特征，通常根据储层压力与静水柱压力之间的相对关系确定储层的压力状态，采用的参数为储层压力梯度或压力系数。
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储层压力状态是按>、=或<淡水静水压力梯度来判 定的。因此，地下水矿化度是影响储层压力状态的重 要因素：
地下水矿化度越高其比重越大，在相同的压力水 头高度下，高矿化水比低矿化水的水头压力要大。因 此，在封闭、滞流、地下水补排条件较差的高矿化度 水分布区段，往往出现储层压力的高压异常状态。
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4、煤层气（瓦斯）压力
MPa/100m； H—煤层中心埋藏深度，m
p =h·Gw p —视储层压力，MPa
Gw—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
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在煤系地层中，由于各个煤层主要含水层间无明 显的水力联系，往往构成不同的水动力系统，储层压 力主要是由储层本身的直接充水含水层的水头高度来 度量。
如华北地区太原组煤层的直接充水含水层是其顶 板的石灰岩含水层，山西组煤层的直接充水含水层是 其上部的砂岩含水层。这两个含水层之间没有或水力 联系微弱，具有相互独立的补排系统。因此，同一个 测试井的上下两个煤层，可能具有完全不同的原始储 层压力状态，与储层的直接充水含水层的富水性、补 给条件、水头高度等有关。
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第二节 煤储层的吸附特征
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、吸附理论模型
8
12
1、Langmuir模型
7
10
6
VL,daf / m 3 t·-1 VL,daf / m 3 t·-1
5
8
VVmbpabp VLp
4
1bp1bp ppL 3
30℃
40℃
6
50℃
4
压力=上覆岩层压力。 3、半封闭体系 在煤储层渗透性很差且与地下水连通性不好的条件下，
由于岩性不均而形成局部半封闭状态。 上覆岩层压力由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担： σV＝P＋σ σV—上覆岩层压力，MPa；P—煤储层压力，MPa； σ—煤储层骨架应力，MPa。
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二、储层压力状态
压力系数：即实测储层压力与同深度静水压力之比，% ① 超压：压力系数>1，压力梯度>0.98 MPa/100m； ② 正常压力：压力系数=1，压力梯度=0.98 MPa/100m; ③ 欠压：压力系数<1，压力梯度<0.98 MPa/100m。 我国三十二个矿区试井结果表明，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。
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超压——煤层气井喷
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三、储层压力的地质控制
储 层 压/ M力P a
1、埋深
12 11 10
9 8 7 6 5 4 3 2 500
线 性 (实 测 压 力 ) 线 性 (正 常 压 力 )
.
注： 我国晚古生代、中生代煤储层为无水煤层或
弱含水煤层，只有新生代个别煤层为含水层，试 井方法以水流体为载体得出的煤储层压力，很难 反映我国煤储层压力的全貌，因为煤储层压力中 包括水压和气压，对应于煤储层三元结构系统， 实际上存在三级压力场。
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3、水文地质
开放体系
P=Gp·H P—储层压力，MPa； Gp—压力梯度（单位垂深内的储层压力增量），
不同地区地应力的大小是不同的，当应力增大，孔 裂隙被压缩，体积变小，储层压力变大；当地应力变小， 孔裂隙体积变大，储层压力则变小。因此，地应力与储 层压力存在相关性。
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煤层气井的注入/压降试井的微型压裂法可测到煤储层 的闭合压力，最小主应力实际上是指煤体被压开的裂缝开启 后闭合时的闭合压力。
煤储层压力与闭合压力的关系 .
储层压力与最小主应力之间的这种规律，对于煤层气 开采是一对矛盾：
储层压力大，容易排水降压，形成压力差，气体易解 吸；
最小主应力对煤层气开采有负面影响，应力对孔裂隙 起着闭合作用，应力越大，孔裂隙的开启程度越小，对 流体的渗流通道有影响，降低了煤储层的渗透率，也就 影响到产气量。
因此，煤层气开采应选择应力小的区域和储层压力高 的区域。
第四章 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
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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。多通过试井获取.
煤储层压力与煤层含气性密切相关，它与吸附性 （特别是临界解吸压力）之间的相对关系直接影响采气 过程中排水降压的难易程度。因此，煤储层压力的研究， 不仅对煤层含气性和开采地质条件的评价十分重要，同 时也可为完井工艺提供重要参数。
煤储层流体要受到三个方面力的作用，包括上覆岩 层静压力、好并与地下水连通。 孔隙流体所承受的压力为连通孔道中的静水柱压力，即
储层压力=静水压力。 2、封闭体系 若煤储层被不渗透地层所包围，由于储层流体被封闭而
不能自由流动。 储层孔隙流体压力与上覆岩层压力保持平衡，这时储层
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。
煤层气（瓦斯）压力梯度值的变化幅度很大， 介于1.2~13.4kPa/m之间，抚顺矿区的气压最低，天府 矿区的气压最高。气压高低与煤层含气饱和度、煤层 风化带的深度有关。
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
2
42号煤样
2
1
0
0
0 2 4 6 8 10 12 p /MPa
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2、BET多分子层吸附模型
V—吸附量（m3/g）； P—平衡气体压力（MPa）； Vm—单分子层达到饱和的吸附量（m3/g）； P0—实验温度下吸附质的饱和蒸气压（MPa）； C—与吸附热和吸附质液化有关的系数。
y = 0.0114x - 1.4369 r= 0.8214
600 700 800 900 1000 1100 煤层埋深／m
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2、地应力
构造应力增加，有利于煤储层压力的保持，但往 往导致渗透率降低，并给煤储层的排水、降压以及煤层 气的解吸、运移、产出造成一定困难，在高地应力区尤 为如此。总体上来看，构造应力过高会对煤层气井的高 产带来消极影响，过低则不利于煤层气的富集。