高煤阶煤层气储层渗透率动态变化.ppt
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1、高煤阶煤层气储层渗透率动态变化特征及对单井产量的影响,汇报人:高 为 导 师:桑树勋 教授 2011.4.10,一、煤储层渗透率动态变化的影响因素分析,二、煤储层渗透率动态变化的物理模拟,三、煤储层渗透率动态变化对单井产量的影响,四、结论,汇报提纲,煤层气井排采过程中, 煤层中流体不断产出, 流体压力下降, 引起煤层应力的持续变化从而导致煤储层物性改变, 严重影响煤层渗透性和气/水流动, 煤层气难以解吸, 单井产量达不到理想状态。 加强开发过程中渗透率动态变化特征研究将对优化煤层气井排采工作制度、提高单井产量有着重要意义。,一、煤储层渗透率动态变化的影响因素分析,煤层气在开发过程中产量变化一般
2、分为3个阶段: 阶段:排采初期, 煤层主要产水, 同时伴随有 少量游离气、溶解气产出;,一、煤储层渗透率动态变化的影响因素分析,煤层气在开发过程中产量变化一般分为3 个阶段: 阶段:当煤层降至临界解吸压力以下时, 煤层 甲烷分子迅速解吸, 然后扩散到裂隙中, 表现为产气量逐渐增大, 产水量逐渐减 小;,一、煤储层渗透率动态变化的影响因素分析,煤层气在开发过程中产量变化一般分为3 个阶段: 阶段:随着采出水量的增加、生产压差的进一 步增大, 煤层中含水饱和度相对降低, 变为以产气为主, 并逐渐达到产气高峰, 产水量则相对稳定在一个较低的水平上。,煤储层是一种双孔隙介质,其渗透率主要受应力敏感性、
3、基质收缩和克林肯伯格效应的综合影响。 应力敏感性:排水、采气过程引起煤层孔隙内流体压力下降后,煤层骨架所承受的有效覆压增加,储层受到压缩,基质孔隙变小、天然微裂缝闭合,导致渗透率下降的现象。 基质收缩:煤层气的解吸产出造成煤基质收缩, 孔、裂隙空间扩大, 渗透率增大。 克林肯伯格效应:在渗透率较低,气体分子自由流动的平局展布与通道展布一致时,气体分子会与通道壁发生碰撞,而促进达西流动的效应。,综上可知: 在煤层气开发初期单相流阶段:随着煤层水的排出,有效应力效应导致煤储层裂隙宽度变窄,渗透率降低; 当储层压力降到临界解析压力之下:煤层气开始解吸,煤基质收缩效应逐渐加强,使得裂隙变宽,渗透率出现
4、反弹; 在开发后期,储层压力已降至较低水平:低压条件下气体克林肯伯格效应更加明显,有利于改善煤储层渗透率.,二、煤储层渗透率动态变化的物理模拟,1.原地受力分析 煤层在水平方向上受水平压力的作用, 一般小于垂向压力。在煤层中任意选择一个水平面, 在平面垂向上煤层受4 个力: 向下的上覆地层压力Pz ; 向上的气体压力Pg ; 向上的煤基质承受的力Ps ; 向上的裂隙系统内水的压力Pw.,二、煤储层渗透率动态变化的物理模拟,由受力分析可得: 煤基质承受的力Ps为 Ps = Pz - Pg - Pw 在排水降压初期,Pw急剧降低, Pz维持恒定, Pg可以忽略, 导致Ps增加, 即作用在煤层基质上
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