煤层气产出量的影响因素

p
=
p0
ln ln
r rw R rw
,
( pw = 0)
(5)
(2) 式中 : pw ———井筒煤层处的液柱压力 。 泄落距 (半径) R 或压力曲线特征值 R′规定
了它们的压力曲线的形态 , R ( R′) 值越大 , 则压
力曲线越平坦 。
大量的排采数据表明 , 在同一地区 , 某些产液 (3) 量大的煤层气井 , 其产气量并不是我们所期待的那
一直以来 , 我们认为煤层的渗透率是影响煤层 气产出的一个最重要的因素 。对此 , 作者认为 , 对 产液量 (石油和天然气的产出) 而言 , 此结论为 真 , 而对煤层气的产出 , 则影响不大 。煤层气的产 出比石油和石油天然气的产出要复杂得多 , 究其主
要原因 , 煤层气的产出要经历从煤层中解析出来的 这一最重要的过程 。煤层气的解析量是煤层压力的 函数 。煤层气的产层压力是与渗透率有关 , 但同时 也与煤层的孔隙度有关 , 渗透率与孔隙度就象一对 挛生姊妹 ,有着非常密切的关系 。在探究产层压力
产气量 (m3)
产水量 (m3)
液深 (m)
续表
井3 (储存压力 : 3136MPa , 渗透率 : 0195md , 煤层中点深度 : 475m)
产气量 (m3)
产水量 (m3)
液深 (m)
04 - 2 - 18 11217
1115
489
46516
215
544
56911
016
475
04 - 2 - 19 9911
产水量 (m3)
液深 (m)
04 - 2 - 11 12812
719
43012
215
48315
016
04 - 2 - 12 13312
716
496
68117
314
548
88615
016
475
04 - 2 - 13 14213
718
62211
218
82917
016
04 - 2 - 14 14218
Factors Affecting Coalbed Methane Production
Lu Changsheng ( Greka Energy International Co1 , Beijing 100873)
Abstract : There are many factors that can affect the volume of CBM output1 Focusing on the statement that permeability can bring about little effects to CBM output , the paper has set forth two major factors affecting CBM output , i) factor created by man , which is well diameter , a very important reference , ii) the natural fac2 tor , including gas content of CBM and pressure/ absorbing features of CBM , another very important reference1 For the first factor , we can employ methods of cavitation and fracturing to increase the equivalent radius of the borehole in order to improve pressure radius of the seam producing gas and enlarge the controlling area of gas production1 For the second factor , we should not only pay attention to it objectively , but also promote tech2 nologies for desorbing CBM and pressure/ absorption test1 In the meanwhile , collection , analysis and study on CBM data should be strengthened as well in order to better instruct our work on CBM exploration and develop2 ment1 Keywords : CBM ; CBM production ; permeability ; well diameter ; pressure/ absorbing features
713
493
29814
214
548
249
016
475
04 - 2 - 15 14117
711
64814
218
83113
016
04 - 2 - 16 12216
617
486
69716
218
547
86512
016
475
04 - 2 - 17 8812
619
575
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ห้องสมุดไป่ตู้
70611
016
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(1) 由于受到渗透率理论的影响 , 使我们不敢 涉足于对埋藏较深的煤层气井的勘探 。因为 , 根据 压实理论 , 煤层的渗透率随埋深而减小 , 它会在很 大程度影响煤层气的产出量 。这一理论制约了我国 煤层气的整体平衡发展 , 并使我国煤层气的勘探开 发处于一种迷茫状态 。
(2) 在勘探新区 , 无需对煤层气井的煤层进行 中途测试 , 因为中途测试 , 会追加很大的成本投 入 , 而更为重要的是试井求产 , 只对产液量有意 义 , 而对煤层气的产出量则毫无指导性的意义 , 换 言之 , 对煤层气井而言 , 没有必要 。
样高 , 而产液量很低的井 , 同样可以获得较大的产 气量 , 其产气量并不与产液量成正比 (产液量近似 的与渗透率成正比关系) , 表 1 是选取某地区数据 采集较全且具有代表性的三口井的排采数据 。
表 1 排采数据表 (排采时间基本同步)
日期
井1 (储存压力 : 3141MPa , 渗透率 : 5151md , 煤层中点深度 : 50819m)
714
77211
3
111917
0
04 - 2 - 24 11317
718
493
76512
3
548
93817
0
04 - 2 - 25 10611
714
67915
217
58619
0
04 - 2 - 26 10213
718
486
78118
3
544
180611
016
04 - 2 - 27 10312
井2 (储存压力 : 3167MPa , 渗透率 : 3181md , 煤层中点深度 : 55414m)
井3 (储存压力 : 3136MPa , 渗透率 : 0195md , 煤层中点深度 : 475m)
产气量 (m3)
产水量 (m3)
液深 (m)
产气量 (m3)
产水量 (m3)
液深 (m)
产气量 (m3)
第 4 卷 第 3 期 中国煤层气 Vo114 No13 2 00 7 年 7 月 CHINA COALBED METHANE July 2007
2 渗透率对产气量的影响
煤对煤层气的束缚能力 , 相比渗透率而言 , 它是影
渗透率对产气量的影响主要表现为它对排采压
响产气量更为重要的参量 。
力曲线的影响 。我们知道 , 对于水平直管的稳定渗
1 煤层气产出量的函数表示
煤层气的产出量可以用函数表示为 :
Q = f ( M0 , A , B , p , h) 式中 : Q ———总产气量 ;
716
75311
219
42015
016
从表 (1) 可以明显的看出 , 各井的产水量是 随煤层渗透率的减小而降低的 , 但对于产气量而 言 , 则看不出与煤层渗透率存在有任何的关系 。我 们从压力曲线特征值看出 , R′与渗透率的方根成 正比 , 但同时也与煤层孔隙度的方根成反比 , 在正 常情况下 , 渗透率与孔隙度的函数是增函数 , 即渗 透率随孔隙度的增大而增大 , 因此 , R′值的变化 不大 。结论是 : 正常情况下 , 煤层的渗透率对排采 压力曲线的改善不大 , 在其它参数 ( 除 < 以外) 相同的情况下 , 高 、低渗透率煤层的压力曲线是相 同的 , 当然 , 可能会出现其少数的异常情况 , 本文 不予讨论 。该结论非常重要 , 它对煤层气的勘探开 发具有指导意义 :
kt
<Ctμ
式中 : k ———煤层渗透率 ;
t ———排采时间 ;
< ———煤层的孔隙度 ;
Ct ———煤层流体的压缩系数 ;
流 , 压力曲线是一条斜率为ΔΔpl 的直线 , 它与渗透 率无关 。对于管内存在有各点原始静压值相等的无
限长管 , 根据某种假设[1] , 得出它的自由排泄压力 (1)
曲线是一条顶点在泄落边界上 , 且开口向下并过泄 压点的一条抛物线 , 对于直井 , 则是一条坐标原点 在井壁处 , 并过泄落边界的对数曲线 , 即 :
12
中 国 煤 层 气 第 3 期
时 , 不能只考虑煤层的渗透率 , 而忽略煤层的孔隙
μ———流体粘度 。
度。
R = CR′( C 为常数) ;
(4)
井眼直径的改变是改善煤层气产层压力特性重 式中 : R ———泄落距 (半径) 。
要手段 , 也是增产的重要途径 。此外 , 为便于理 解 , 对于煤层气的压力吸附特性 , 我们也可称之是
第 3 期 中国煤层气产业发展问题探讨及相关建议
13
日期
井1 (储存压力 : 3141MPa , 渗透率 : 5151md , 煤层中点深度 : 50819m)
产气量 (m3)
产水量 (m3)
液深 (m)
井2 (储存压力 : 3167MPa , 渗透率 : 3181md , 煤层中点深度 : 55414m)
M0 ———原煤含气量 ; A ———煤层气的压力吸附系数 ; B ———兰氏压力 ; p ———产气区域内某点的压力值 ; h ———煤层厚度 。
p = φ ( rw , r , R′) 式中 : rw ———井眼半径 ;
r ———产气控制区内任一点的半径 ; R′———定义为压力曲线特征值 。
R′=
作者简介 卢长生 , 男 , 1983 年毕业于西南石油学院石油钻井工程专业 , 格瑞克能源 (国际) 公司煤层气钻井监督 。 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
煤层气产出量的影响因素
卢长生
(格瑞克能源 (国际) 公司 , 北京 100873)
摘 要 : 影响煤层气产出量的因素很多 , 本文在论述煤层的渗透率对煤层气的产出影响不大的同 时 , 指出了影响煤层气产出量的两个重要因素 : 人为因素 —井径 , 它是一个非常重要的参量 ; 自 然因素 —煤层气的含气量以及煤层气的压力吸附特性是另一个非常重要的参量 。对于前者 , 我们 可以运用井底造穴和压裂等方法来增大井眼的等效半径 , 改善产层压力曲线 , 使产气控制区域增 大 。对于后者 , 我们应该重视客观 , 普及对煤层气的解析及压力吸附测试技术 , 加强对煤层数据 的采集 、分析 、研究 , 以便更好的指导我们对煤层气的勘探开发工作 。 关键词 : 煤层气 产气量 渗透率 井径 压力吸附特性
817
67119
219
83514
016
04 - 2 - 20 10212
616
493
65514
3
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016
04 - 2 - 21
81
716
66712
217
87719
0
04 - 2 - 22 8914
716
491
77217
218
544
81219
0
04 - 2 - 23 9312