煤层气主要储层参数测试
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注入压降试井是以恒定排量将水注入储层，在井筒周围形成水
饱和状态后关井。注入和关井阶段都用井下压力计记录井底压力，
根据注水排量和压力数据可以求得渗透率、储层压力等参数。 进行注入/压降试井最关健的考虑因素是地层破裂压力。如果在
注入阶段超过了破裂压力，则计算出的渗透率偏高。
注入/压降试井的主要优点是： ①流体的注入提高了地层压力，保证了在测试过程中
2 煤层气主要储层参数的测定
(1) 储集能力测定
一般采用兰格繆尔等温吸附线测定，其方程式：
V=VLP/PL+P V—吸附量；P—压力；VL—兰氏体积；PL—兰氏压力 等温吸附线的应用以下四个方面: 1) 评价煤层的最大吸附能力； 2）预测生产过程中煤层气的临界解吸压力； 3）预测生产过程中压力降低时煤层气产出量和产出速率（吸 附时间）； 4）确定储层初始含气饱和度。
或生产井采样测定
或地质分析
1 煤层气主要储层参数测定方法
(2) 天然裂隙系统特性测定
特性 储层压力 测定方法 试井、静压测量 备注
储层绝对渗透率
储层相对渗透率 有效厚度 孔隙率 孔隙体积压缩系数 流体性质 抽排体积几何形态
试井
数值模拟、实验室煤芯测定 录井、测井 数值模拟、实验室煤芯测定 实验室煤芯测定 成分与流体性质测定 地质研究、数值模拟、产量 历史拟合 或生产井采样测定
2 煤层气主要储层参数的测pad
2 煤层气主要储层参数的测定
(2) 煤层气含量测定
直接法——直接测量从试验煤样中释放出的气体； 间接法——利用实验室测定的等温吸附等参数计算获得。 直接法测定煤层气含量，包括三个部分：损失量、实测解吸量、 残余量。 Q=32.0368（VLL+ Vm + Vrd）/m Q —含气量；VLL—损失量；Vm—解吸量；Vrd—残余量；m—煤 样重量 换算成干燥无灰基: Qdaf=32.0368（VLL+ Vm + Vrd）/mad(1-Aad-Mad)
为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况
的煤层气井。 ②不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低 了成本。 ③可以用标准试井分析方法来分析，结果比较可靠。
阶段Ⅲ ：储层压力进一步下降，
有更多的气解吸出来，则井筒附近 水中含气已达到饱和，气泡互相连 接形成连续的流线，气的相对渗透 率大于零。随着压力下降和水饱和 度降低，气的相对渗透率逐渐上升，
气产量逐渐增加。这一阶段叫做两
相流阶段。
3.3、试井机理
煤层气田大规模开发需要大量的初始投资，因此，在开发煤层 气田之前首先要查清煤层气储层的特性，并对煤层气井的长期产能 和最终采收率进行预测。
煤层气主要储层参数测试
大纲
1 煤层气主要储层参数测定方法 2 煤层气主要储层参数的测定 3 煤层气试井基础理论
1 煤层气主要储层参数测定方法
(1) 煤岩基质特性测 定
特性 储集能力 吸附体积 测定方法 实验室等温吸附曲线测定 煤芯解吸试验 备注
气成份
储层几何形态 扩散率
煤芯解吸试验
测井、录井及煤芯数据 煤芯解吸试验
渗透率是控制煤层甲烷开采的主要储层参数之一，煤层在水饱
和条件下，渗透率对煤层气井排出水的初始速度起着控制作用。因 此，渗透率控制着储层脱水速度和达到最大采气量所需的开采时间。
准确测定煤储层渗透率在确定最优井距和增产设计，以及完井
设计和优化储层动态管理方面十分重要。
3.3、试井机理
压力瞬变测试即可以提供包括渗透率和储层压力在内的、用 于评价煤层甲烷气井生产潜能、采收率和经济可行性的重要资料， 并可进行水力压裂井裂缝长度和裂缝导流能力的估算。 所谓“试井”，顾名思义，就是对油气井或水井进行测试。 试井是一种以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通 过对油气井或水井生产动态的测试来研究油、气、水层和测试井 的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系 的方法。
5）多井干扰测试法
3 煤层气试井基础理论
3.1、煤层气的产出机理
赋存于煤层中的甲烷气有三种状态，即游离状态、吸附状态和溶解 状态。煤层中绝大部分裂缝空间被水饱和。 当煤层压力降低到煤层气临界解吸压力时，煤中被吸附的甲烷开始与 微孔隙表面分离，叫做解吸。由于割理中的压力降低，解吸作用也可在煤 层的割理─基质界面发生。解吸的气体通过基岩中微孔隙扩散进入裂缝网 络中，再经裂缝网络流向井筒。
2 煤层气主要储层参数的测定
煤层生气量与含气量
2 煤层气主要储层参数的测定
(3) 渗透率测定
控制煤层气产量的最重要的储层特征之一，通过试井估算ka、p、 s等未知参数。试井数据是精确估算原地裂隙系统渗透率的唯一方法。 应用于煤岩双孔隙度储层模型的方程如下：
q si k a k ri h(p - p wf ) r 141 .3 i Bi ln 0.472 e r s w
3.3、试井机理
试井资料的测取和分析是试井工作的两个重要组成部分。前
者即现场测试，为的是取得足够的可靠的资料；后者即试井解释， 要求通过分析测得的资料，得到尽可能多的关于地层和测试井的 可靠信息。 煤层甲烷储层动态预测的两个最重要性质是渗透率和储层压 力，是从试井中得到的这些参数。
3.4、注入/压降试井方法
CH4
Coal Matrix
Coal Cleats
CH4 CH4 H2 O
CH4
CH4
CH4
3.2、煤层气产出三个阶段
阶段Ⅰ：压力下降比较少，井附近只有单相水流动。属于单相流阶段。 阶段Ⅱ：储层压力进一步下降，井筒附近有一定数量的甲烷从煤的表 面解吸，开始形成气泡，阻碍水流动，水的相对渗透性下降，但气泡是 孤立的，没有互相连接。这一阶段叫做非饱和单相流阶段。
qsi—流体的地表产量STB/d；Ka—绝对渗透率md； Kri—想对渗透率； H—储层厚度ft； Bi—地层体积系数； p—探测区平均压力psi；pwf—井底压力psi； re—外边界排水半径ft； rw—井筒半径ft
2 煤层气主要储层参数的测定
(4) 煤层气井常用试井方法
1）钻杆测试（DST） 2）段塞测试法 3）注入/压降测试法 4）水箱测试法
饱和状态后关井。注入和关井阶段都用井下压力计记录井底压力，
根据注水排量和压力数据可以求得渗透率、储层压力等参数。 进行注入/压降试井最关健的考虑因素是地层破裂压力。如果在
注入阶段超过了破裂压力，则计算出的渗透率偏高。
注入/压降试井的主要优点是： ①流体的注入提高了地层压力，保证了在测试过程中
2 煤层气主要储层参数的测定
(1) 储集能力测定
一般采用兰格繆尔等温吸附线测定，其方程式：
V=VLP/PL+P V—吸附量；P—压力；VL—兰氏体积；PL—兰氏压力 等温吸附线的应用以下四个方面: 1) 评价煤层的最大吸附能力； 2）预测生产过程中煤层气的临界解吸压力； 3）预测生产过程中压力降低时煤层气产出量和产出速率（吸 附时间）； 4）确定储层初始含气饱和度。
或生产井采样测定
或地质分析
1 煤层气主要储层参数测定方法
(2) 天然裂隙系统特性测定
特性 储层压力 测定方法 试井、静压测量 备注
储层绝对渗透率
储层相对渗透率 有效厚度 孔隙率 孔隙体积压缩系数 流体性质 抽排体积几何形态
试井
数值模拟、实验室煤芯测定 录井、测井 数值模拟、实验室煤芯测定 实验室煤芯测定 成分与流体性质测定 地质研究、数值模拟、产量 历史拟合 或生产井采样测定
2 煤层气主要储层参数的测pad
2 煤层气主要储层参数的测定
(2) 煤层气含量测定
直接法——直接测量从试验煤样中释放出的气体； 间接法——利用实验室测定的等温吸附等参数计算获得。 直接法测定煤层气含量，包括三个部分：损失量、实测解吸量、 残余量。 Q=32.0368（VLL+ Vm + Vrd）/m Q —含气量；VLL—损失量；Vm—解吸量；Vrd—残余量；m—煤 样重量 换算成干燥无灰基: Qdaf=32.0368（VLL+ Vm + Vrd）/mad(1-Aad-Mad)
为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况
的煤层气井。 ②不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低 了成本。 ③可以用标准试井分析方法来分析，结果比较可靠。
阶段Ⅲ ：储层压力进一步下降，
有更多的气解吸出来，则井筒附近 水中含气已达到饱和，气泡互相连 接形成连续的流线，气的相对渗透 率大于零。随着压力下降和水饱和 度降低，气的相对渗透率逐渐上升，
气产量逐渐增加。这一阶段叫做两
相流阶段。
3.3、试井机理
煤层气田大规模开发需要大量的初始投资，因此，在开发煤层 气田之前首先要查清煤层气储层的特性，并对煤层气井的长期产能 和最终采收率进行预测。
煤层气主要储层参数测试
大纲
1 煤层气主要储层参数测定方法 2 煤层气主要储层参数的测定 3 煤层气试井基础理论
1 煤层气主要储层参数测定方法
(1) 煤岩基质特性测 定
特性 储集能力 吸附体积 测定方法 实验室等温吸附曲线测定 煤芯解吸试验 备注
气成份
储层几何形态 扩散率
煤芯解吸试验
测井、录井及煤芯数据 煤芯解吸试验
渗透率是控制煤层甲烷开采的主要储层参数之一，煤层在水饱
和条件下，渗透率对煤层气井排出水的初始速度起着控制作用。因 此，渗透率控制着储层脱水速度和达到最大采气量所需的开采时间。
准确测定煤储层渗透率在确定最优井距和增产设计，以及完井
设计和优化储层动态管理方面十分重要。
3.3、试井机理
压力瞬变测试即可以提供包括渗透率和储层压力在内的、用 于评价煤层甲烷气井生产潜能、采收率和经济可行性的重要资料， 并可进行水力压裂井裂缝长度和裂缝导流能力的估算。 所谓“试井”，顾名思义，就是对油气井或水井进行测试。 试井是一种以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通 过对油气井或水井生产动态的测试来研究油、气、水层和测试井 的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系 的方法。
5）多井干扰测试法
3 煤层气试井基础理论
3.1、煤层气的产出机理
赋存于煤层中的甲烷气有三种状态，即游离状态、吸附状态和溶解 状态。煤层中绝大部分裂缝空间被水饱和。 当煤层压力降低到煤层气临界解吸压力时，煤中被吸附的甲烷开始与 微孔隙表面分离，叫做解吸。由于割理中的压力降低，解吸作用也可在煤 层的割理─基质界面发生。解吸的气体通过基岩中微孔隙扩散进入裂缝网 络中，再经裂缝网络流向井筒。
2 煤层气主要储层参数的测定
煤层生气量与含气量
2 煤层气主要储层参数的测定
(3) 渗透率测定
控制煤层气产量的最重要的储层特征之一，通过试井估算ka、p、 s等未知参数。试井数据是精确估算原地裂隙系统渗透率的唯一方法。 应用于煤岩双孔隙度储层模型的方程如下：
q si k a k ri h(p - p wf ) r 141 .3 i Bi ln 0.472 e r s w
3.3、试井机理
试井资料的测取和分析是试井工作的两个重要组成部分。前
者即现场测试，为的是取得足够的可靠的资料；后者即试井解释， 要求通过分析测得的资料，得到尽可能多的关于地层和测试井的 可靠信息。 煤层甲烷储层动态预测的两个最重要性质是渗透率和储层压 力，是从试井中得到的这些参数。
3.4、注入/压降试井方法
CH4
Coal Matrix
Coal Cleats
CH4 CH4 H2 O
CH4
CH4
CH4
3.2、煤层气产出三个阶段
阶段Ⅰ：压力下降比较少，井附近只有单相水流动。属于单相流阶段。 阶段Ⅱ：储层压力进一步下降，井筒附近有一定数量的甲烷从煤的表 面解吸，开始形成气泡，阻碍水流动，水的相对渗透性下降，但气泡是 孤立的，没有互相连接。这一阶段叫做非饱和单相流阶段。
qsi—流体的地表产量STB/d；Ka—绝对渗透率md； Kri—想对渗透率； H—储层厚度ft； Bi—地层体积系数； p—探测区平均压力psi；pwf—井底压力psi； re—外边界排水半径ft； rw—井筒半径ft
2 煤层气主要储层参数的测定
(4) 煤层气井常用试井方法
1）钻杆测试（DST） 2）段塞测试法 3）注入/压降测试法 4）水箱测试法