煤储层改造背景下深部煤层气藏物质平衡方程的建立与应用
石军太1
徐凤银2
曹运兴3
李相方1
黄红星4
王凯1
陈明5
张硕1
吉义天宇1
王伟6
孙政7
李靖1
1.中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)煤层气研究中心,北京 1022492.成都理工大学能源学院(页岩气现代产业学院),四川成都 610059;成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室,四川成都 610059;中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司,北京 1000953.河南省非常规能源与开发国际联合实验室,河南焦作 4540034.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司,北京 100095;中石油煤层气有限责任公司,北京 1000285.中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室,北京 102249;中石油煤层气有限责任公司临汾分公司,山西太原 0300006.中石油煤层气有限责任公司勘探开发建设分公司,山西临汾 0414007.中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤储层压力、不同类型气体产量占比、产能评价指标和最终可采储量具有重要的理论与现实意义.目前考虑游离气、煤基质收缩、溶解气、吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差和煤储层改造影响的煤层气物质平衡方程鲜有报道.首先基于深部煤层气藏物质平衡原理,在常规物质平衡方程考虑应力敏感引起的孔隙压缩、基质收缩、水的膨胀和产水因素的基础上,进一步考虑吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差、煤储层改造引起的煤储层物性参数变化和溶解气的影响,建立了基于煤储层改造背景下的深部煤层气藏物质平衡方程;然后提出了深部煤层气线性拟合的吸附气-游离气-溶解气储量评价方法、平均地层压力显式计算方法、吸附气-游离气-溶解气产量占比评价方法、深部煤层气井产能评价方法和最终可采储量EUR预测方法;最后对提出的方法进行了实例应用,评价了实例井控制的吸附气-游离气-溶解气储量,揭示了深部煤层气井生产过程中吸附气-游离气-溶解气产量占比变化规律,剖析了产能指标变化特征并预测了不同废弃压力下的EUR和煤层气采收率.研究表明:提出的深部煤层气储量评价方法,仅需实测2次以上的平均煤储层压力和对应的累计产气量和产水量数据,即可采用线性拟合的方法,评价出深部煤层气井吸附气-游离气-溶解气的储量;提出的深部煤层气平均地层压力计算方法为显式表达式,避免了隐式求解方法中复杂的计算机编程计算;提出的深部煤层气井吸附气-游离气-溶解气产量占比评价方法,无需在井口安装碳同位素监测装置,可实时评价出不同气体产量占比;提出的综合流体、游离气、吸附气、溶解气和水井底采出指数可以用于识别深部煤层气井工作制度的合理性;提出的深部煤层气井EUR预测方法,可将生产数据整理成视压力p/Z*与累计产气量Gp的直线表达式,给定某一废弃压力,即可预测出深部煤层气井的EUR;实例井生产初期游离气日产气量占比和吸附气日产气量占比相当,在生产过程中,游离气日产气量占比先快速上升后缓慢降低最后逐渐稳定在29％,吸附气日产气量占比则先快速降低后缓慢上升最后逐渐稳定在70％,而溶解气日产气量占比一直较低;当废弃压力分别为4、3和2 MPa时,该深部煤层气井的煤层气采收率分别为37.8％、44.2％和52.4％,降低废弃压力是提高深部煤层气藏采收率较为有效的手段.
关键词：深部煤层气物质平衡方程游离气储量评价煤储层压力产量占比产能评价最终可采储量EUR预测
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(42230814)山西省科技重大专项资助项目(20201101002)
论文发表日期：2025-03-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：18( 200-217 )
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