煤层气产量预测和矿区优化的储层模拟
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析一、煤层气储量我国对煤层气资源进行评价已有十多轮，在2006年的资源评价中，我国的煤层气总量接近37万亿立方米，可采资源的总量接近11万亿立方米。
到了2015年对煤层气资源进行的动态评价则表明煤层气总量接近30万亿立方米，可采资源的总量约为12.5万亿立方米。
2020年中国煤层气探明储量为3315.54亿立方米，同比上升15.71%。
对于我国的煤层气资源，其分布可以划分为五大赋气区，按照资源量从少到多分别是青藏、东北、南方、西北和华北。
青藏赋气区仅占全国总量的万分之一左右，东北赋气区占全国的9.67%，南方赋气区占全国的18.18%，西北赋气区则大约占全国的四分之一，占比最大的华北赋气区，其资源最为丰富，约占全国的46.27%。
二、煤层气产量根据国家统计局数据显示，2015-2021年中国煤层气产量整体上呈上升趋势，到2021年中国煤层气产量达到104.7亿立方米，同比上升2.35%。
煤层气产量的增长主要是地面煤层气。
尽管行业发展还存在一些问题，但随着国家补贴的进行，以及各种问题的改善，煤层气的产能建设和实际产量都将迎来快速增长期，且抽采资源的利用率也将进一步提高。
分省市来看，中国煤层气主要产区在山西，2021年产量达到89.5亿立方米，占2021年煤层气总产量的85.48%。
三、煤层气标准现状截止我国煤层气行业发布国家标准与各类行业标准共87项，其中国家标准16项、行业标准71项。
各标准归口单位共17个，其中归口全国煤炭标准化技术委员会的国家标准与行业标准共17项，归口全国安全生产标准化技术委员会的行业标准7项，归口能源行业煤层气标准化技术委员会的行业标准43项。
对17个归口单位发布的87项标准进行了标准类别划分，其中基础类标准有14项，方法类标准有22项，管理类标准46项，产品类标准5项。
16项国家标准中，基础类标准5项、方法类标准7项、管理类标准2项、产品类标准2项。
《2024年煤层气定向羽状水平井开采数值模拟方法研究》范文
《煤层气定向羽状水平井开采数值模拟方法研究》篇一一、引言随着能源需求的增长和传统能源资源的日益枯竭，煤层气作为一种清洁、高效的能源资源，其开采技术及开采效率成为了国内外学者研究的热点。
煤层气定向羽状水平井技术作为一项新兴的开采技术，以其高效、低成本等优点受到了广泛的关注。
然而，煤层气赋存条件的复杂性以及地质环境的多样性使得其开采过程存在诸多不确定性。
因此，对煤层气定向羽状水平井开采进行数值模拟方法的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、煤层气概述煤层气是一种主要存在于煤层中的天然气资源，其成分以甲烷为主。
煤层气的开采对于提高煤炭采出率、减少矿井瓦斯事故、保护环境等方面具有重要意义。
然而，煤层气的赋存条件复杂，且常伴随着煤层渗透性差、储层压力低等问题，使得其开采难度较大。
三、定向羽状水平井技术定向羽状水平井技术是一种新型的煤层气开采技术，其通过在煤层中钻设多条水平分支井眼，形成羽状井网，以提高煤层气的采收率。
该技术具有以下优点：一是能够适应煤层非均质性的特点，提高采收率；二是可以降低开采成本，提高经济效益；三是能够减少对环境的影响。
四、数值模拟方法研究针对煤层气定向羽状水平井开采过程，本文提出了一种基于有限元方法的数值模拟方法。
该方法通过建立煤层气的流动模型、储层模型以及生产模型，对煤层气的流动规律、储层特性以及生产过程进行模拟。
具体步骤如下：1. 建立煤层气的流动模型。
根据煤层气的赋存条件、流动机理以及储层的非均质性等特点，建立煤层气的流动方程。
2. 建立储层模型。
根据地质资料和现场试验数据，确定储层的物理参数（如孔隙度、渗透率等），并建立储层的数值模型。
3. 建立生产模型。
根据定向羽状水平井的生产过程，建立生产模型，包括井眼轨迹、产量预测等。
4. 数值模拟。
利用有限元方法对建立的流动模型、储层模型以及生产模型进行数值模拟，得到煤层气开采过程中的压力分布、流量变化等数据。
5. 结果分析。
根据数值模拟结果，分析煤层气开采过程中的问题及优化措施，为实际开采提供指导。
煤层气资源储量计算
体积法
总结词
根据煤层气所占的地下体积，结合煤层气的 密度和压力，计算煤层气的资源量。
详细描述
体积法基于煤层气的物理性质，通过计算煤 层气所占的地下体积，结合煤层气的密度和 压力，计算煤层气的资源量。该方法精度较 高，但需要准确获取煤层气的密度、压力以 及地下体积等相关参数。
数值模拟法
总结词
利用数值模拟软件，模拟煤层气的运移、聚 集和开采过程，预测煤层气的资源量。
煤层气储层评价
01
煤层气储层评价是煤层气资源储量计算的基础，主要包括 储层参数确定、储层分类和储层综合评价等方面。
02
储层参数包括孔隙度、渗透率、含气量、地层压力和温度等， 这些参数的确定对于评估煤层气的可采性和经济价值具有重要
意义。
03
储层分类是根据储层的特征和属性进行分类，以指导煤层气的 开发和管理。储层综合评价是对储层的整体质量和开发潜力进
行评估，为制定开发方案提供依据。
03 煤层气资源储量计算方法
类比法
总结词
通过对比已知煤层气资源储量的相似地 区或井，估算目标区域的煤层气资源量 。
VS
详细描述
类比法基于已知地区或井的煤层气资源储 量、地质条件、开采技术等参数，通过对 比分析，估算目标区域的煤层气资源量。 该方法简单易行，但精度受已知地区资料 的准确性和可比性影响较大。
综合考虑煤层气的品质和市场价格等因素，该地区煤层气开发利用具有一定的 经济性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
计算结果
该地区煤层气资源储量为 10亿立方米，可采储量为 8亿立方米。
结论
该地区煤层气资源丰富， 具有较好的开发利用前景。
实例二：某矿区煤层气资源储量计算
煤层气数值模拟技术进展
该案例通过建立煤层气生产模型，利用数值模拟技术预测了煤层气的产量。通过模拟，发现不同开采 条件和工艺对煤层气产量有显著影响。根据预测结果，制定了相应的生产计划和决策，为提高煤层气 产量和经济效益提供了重要支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
03 煤层气数值模拟技术的应 用
煤层气的储层描述
储层参数确定
通过数值模拟技术，可以确定煤层气 的储层参数，如孔隙度、渗透率、含 气量等，为后续的开采方案设计提供 基础数据。
储层非均质性分析
煤层气的储层存在非均质性，数值模 拟技术可以对这种非均质性进行分析 ，了解其对煤层气开采的影响。
煤层气的开采方案设计
井网优化
通过数值模拟技术，可以对煤层气的开采井网进行优化设计，确定最优的井位、 井间距和井深等参数。
排水采气方案设计
数值模拟技术可以模拟不同排水采气方案的效果，为实际开采提供参考。
煤层气的生产动态预测
生产动态预测
通过数值模拟技术，可以对煤层气的 生产动态进行预测，了解不同开采阶 段的生产情况。
优化开采策略
型。
煤层气吸附模型
基于物理化学原理，建立煤层 气在煤颗粒表面的吸附模型， 包括Langmuir模型和 Freundlich模型等。
煤层气解吸模型
基于物理化学原理，建立煤层 气从煤颗粒表面解吸的模型， 包括扩散模型和动力模型等。
煤层气扩散模型
基于物理化学原理，建立煤层 气在煤层中的扩散模型，包括 Fick扩散定律和Dufour扩散定
目前，基于高性能计算机和云计算平台的大规模并行计算 技术在煤层气数值模拟中得到了广泛应用，为大规模煤层 气开采提供了强大的计算支持。
05 煤层气数值模拟技术的实 际案例分析
煤层气储量规范-第三章煤层气规范
采收率参数可采用与国内外相同地质条件类比和数值模拟等其他方法
法取得。
3 术语和定义
3.3.3 经济可采储量 economic recoverable reserve
可采储量的一部分。是指在现行的经济条件技术条件下，通过理
论估算或类比的方法的可采出的煤层气总量。按勘查程度分为控制的 和探明的两级。
3.3.4 已开发经济可采储量
工程的基础上部署。其工程布置及密度应达到划分勘查区内不同参数类型的 地质块段的目的，并满足计算控制可采储量所需参数的要求。
3 术语和定义
3.4.3 排采井（组）
为取得产气量、气体成分、储层压力、产水量、水质及井间干扰试验为
主要目的的工程井（组）。排采井一般应在完成探井和参数井工程的基础上 部署，其工程布置及密度应满足计算探明可采储量所需参数的要求。
3 术语和定义
3.3 煤层气储量 coalbed methane reserve
3.3.1 地质储量 coalbed methane in place
在原始状态下，赋存于已发现的具有明确估算边界的煤层中、有现实 经济意义的煤层气总量。按勘查程度分为预测的、控制的和探明的三
级。
3.3.2 可采储量 recoverable reserve 地质储量的可采部分。是指在现行法规政策和市场条件下，采用 现有的技术，通过理论计算或类比的方法算得，从已知煤层中可采出 的煤层气总量。按勘查程度分为控制的和探明的两级。
煤层气资源/储量计算规范
国土部油气储量评审办公室 2012年9月22日
煤层气资源/储量计算规范
目 录
第一章 我国油气资源储量管理体系 第二章 国内外煤层气资源储量开发利用状况 第二章 煤层气资源/储量计算规范
CMG数值模拟软件简介
CMG数值模拟软件简介CMG数值模拟软件简介CMG开发的油藏数值模拟软件在市场上处于领先地位，作为提高采收率模拟的行业标准，得到了全球的认可CMG先进的模拟技术，不断开拓新领域-模拟简单到复杂的提高采收率过程。
通过结合简易的模型创建工作流程，最先进的性能增强技术以及跨学科多重机理（例如，热效应、地球化学、地质力学、流体相态、井筒、水力压裂以及完井等）精确模拟提高采收率过程。
CMOST AI强大的敏感性分析、历史拟合、方案优化以及不确定性分析工具，最大限度地提高各类油藏的采收率和净现值GEM组分模拟器世界领先的状态方程模拟器，适用于组分、化学驱以及非常规油气藏模拟IMEX黑油模拟器模拟常规和非常规油气藏模型的衰竭和二次开采过程，使用快速和简单的工作流程进行准确的预测STARS热采及化学驱模拟器准确模拟矿场提高采收率机理-热采、化学驱以及其他EOR技术-使得生产和效益最大化。
Builder前处理模块交互式、直观和易于使用的操作界面，为CMG模拟器快速和高效的准备模型Results后处理模块为更加深入的理解油藏特征、提高采收率过程以及油藏性能等提供了先进的可视化和分析工具WinProp相态模拟软件包为CMG模拟器创建流体模型，并为第三方油藏模拟软件提供黑油模型CMOST AI 提升油田开发研究能力和潜力，改善业务决策流程。
将统计分析、机器学习和无偏数据解释等人工智能技术与人类的工程专业知识相结合，确定油藏开发最佳方案。
认知油气储层在同一个模型中同时自动考虑所有不确定性参数，运行数百个模拟作业，分析数据并做出更好的业务决策。
图形展示对开发效果影响最大的参数从有限的模拟运算结果中获取信息，并通过它来认识每个参数如何影响模拟结果“假定推测”功能，快速得出属性变化对产量的影响结果，并实时更新生产曲线在更改一个或所有变量时，CMOST AI的内部引擎能自动预测变量之间的交互作用优化改进业务决策利用人工智能（AI）技术，用最少的计算找到最佳解。
寺家庄井田8号煤层气储层物性特征研究
寺家庄井田8号煤层气储层物性特征研究王剑英【期刊名称】《《煤》》【年(卷),期】2019(028)011【总页数】5页(P5-8,80)【关键词】寺家庄井田; 8号煤层; 煤层气储层物性特征【作者】王剑英【作者单位】山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城 048012【正文语种】中文【中图分类】P618.13煤层气是一种清洁高效的非常规天然气资源，据新一轮煤层气资源调查评价结果资料，我国埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量30.05万亿m3，可采资源量12.50万亿m3，位居世界第三[1]。
煤层是煤层气的源岩和储层，其物性特征直接影响着煤层气的可开发性和开发效果，煤层气储层物性特征历来是煤层气开发领域广泛关注和热点研究的内容之一[2-4]。
我国煤矿区成煤期多，聚煤地域广阔，成煤环境多样，煤的物质组成复杂，多煤阶，成煤期后构造运动频繁，导致我国煤层气资源赋存条件复杂，煤层气储层物性差异显著[5-6]。
沁水盆地和鄂尔多斯东缘成熟的煤层气开发技术难以适应其他地区的煤层气储层物性条件，已开发区域仍存在煤层气开发效果不理想情况。
鉴于不同煤矿区煤层气储层物性条件的显著差异性，要提高煤层气开发成效，必须有针对性、系统研究煤层气开发区的煤层气储层物性特征。
为此，本文基于寺家庄井田煤层气地质、煤层气勘探开发及相关煤层气储层物性参数测试资料等，应用煤层气地质理论对井田内8号煤层气储层物性特征进行了研究，研究成果以期为后期煤层气开发提供技术支撑和可靠技术参数。
1 研究区基本地质特征寺家庄井田位于沁水盆地东部边缘的中北部，太行隆起之西翼[7]，行政区划隶属晋中市昔阳县管辖，其地理坐标为：东经113°32′09″-113°39′28″，北纬37°30′52″-37°40′19″，井田面积120.252 5 km2。
其基本构造形态为倾向SWW 的单斜构造。
在此单斜上又发育次级的波状褶曲，地层倾角一般约为10 °，区内断层较少，分布集中，次级褶曲发育，轴向不一。
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas）是近几十年来受到国内外学者关注的重要资源。
它对于煤田的开发、煤矿安全生产及环保都有重大意义。
煤层气数值模拟技术则是煤层气开发和开采过程的关键手段，具有精准、快速的特点。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的原理、应用及研究进展，以期为相关领域的研究者提供参考。
二、煤层气数值模拟技术原理煤层气数值模拟技术主要基于流体动力学、热力学、岩石力学等多学科原理，以数学模型为框架，对煤层气的分布、储集和开采过程进行数值分析和预测。
在模拟过程中，通过设定不同的参数和条件，可以模拟出煤层气的生成、运移、聚集和开采等过程。
三、煤层气数值模拟技术的应用煤层气数值模拟技术被广泛应用于煤田地质勘探、煤层气资源评价、矿井瓦斯防治、煤矿安全生产等多个领域。
在煤田地质勘探中，通过数值模拟可以预测煤层气的分布和储量；在煤矿安全生产中，可以利用该技术分析矿井瓦斯的运动规律，提高安全水平。
四、研究进展1. 模型优化：随着研究的深入，学者们不断优化数值模拟模型，使其更加符合实际情况。
例如，通过引入更精确的物理参数和数学公式，使模型更加精准地描述煤层气的生成和运移过程。
2. 多学科融合：煤层气数值模拟技术已不再是单一学科的领域，而是涉及流体动力学、热力学、岩石力学等多个学科的交叉研究。
多学科融合的研究方式使得数值模拟更加准确、全面。
3. 高效算法开发：为了提高模拟的效率和精度，学者们不断开发新的高效算法。
这些算法包括并行计算、自适应网格等技术，可以大大提高模拟的速度和准确性。
4. 实际应用案例：随着技术的发展，煤层气数值模拟技术在许多煤矿和煤田得到了广泛应用。
例如，某大型煤矿通过使用该技术成功预测了瓦斯涌出量，有效防止了瓦斯事故的发生。
五、未来展望未来，煤层气数值模拟技术将进一步发展，具体趋势如下：1. 更加精细化的模型：随着对煤层气生成和运移机理的深入研究，模型将更加精细，能够更准确地描述煤层气的生成和运移过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3卷第3期 中国煤层气 V o113N o13 2006年7月 CHI NA C OA LBE D METH ANE July 2006 煤层气产量预测和矿区优化的储层模拟潘哲军 卢克・康奈尔(联邦科学与工业研究院石油资源研究所,澳大利亚)摘 要:SI ME D II煤层气储层模拟器是一个高精度的,可以对非稳态的储层状态、多组份气体以及三维立体的储层结构进行模拟的软件。
本文具体阐述了SI ME D II模拟器的工作流程,以及如何将它应用于预测气体产量以及模拟储层中煤层气的抽采过程。
关键词:煤层气 产量预测 储层模拟Reserv oir Simulation for C BM/C M M Production F orecasting andField OptimisationZhejun Pan and Luke C onnell(CSIRO Petroleum,Australia)Abstract:SI ME D II is a unique,highly s ophisticated coalbed methane reserv oir simulation m odel,which iscapable of unsteady2state,multi2com ponent gases,three2dimensional reserv oir simulation.This paper de2scribes the processes represented in SI ME D II and how it can be applied to simulate gas production and minedrainage from coalbed methane reserv oirs.K eyw ords:C BM;production forecasting;reserv oir simulation1 概述在煤层气的开发生产过程中,甲烷气体从煤层的原生孔隙中解吸,并扩散渗入内生裂隙系统(次生孔隙)中。
随后,由于压差的作用,气流由内生裂隙系统流入煤层气生产井。
储层模拟是目前唯一可行的分析方法,专门对煤层气储层固有属性之间的关系进行分析。
它是综合地质学、岩石物理学、油气藏工程以及生产的一套处理程序。
本文在煤层气储层模拟理论的基础上,详细说明了储层模拟器-SI ME D II的特点与性能,并对气体储层的特点,例如渗透率中的各向异性,做了敏感性分析。
2 SI MED II模拟器特性煤层气储层模拟应用了一系列公式来描述流体流动和煤层气生产情况。
在SI ME D II模拟器中,这些方程式与煤层气工程的最新发展相结合,并且应用了优化数值计算方法。
SI ME D II模拟器的主要特性概括如下。
(1)多种煤类型:SI ME D II模拟器充分考虑到了一个模拟网格中多种煤岩类型。
每种煤型都与其渗透率、压力、密度、朗格缪尔等温吸附参数等属性相联系,使用者可以很好的模拟多煤层的情 作者简介 潘哲军,男,博士,从事煤层气开发及二氧化碳地质存储的研究工作。
况,以及煤层特性的真实变化。
(2)可变的渗透率模型:SI ME D II模拟器包括五个备选方案,通过孔隙度、外加应力及其变化、内生裂隙气体压力及其变化等与渗透率的关系来对渗透率进行描述。
还考虑到了煤层气解吸和吸附过程中,煤的收缩和膨胀,以及克林肯堡效应。
(3)多组分吸附模型:SI ME D II模拟器集成了多组分吸附模型来描述混合气体的吸附过程。
还包括理想吸附溶液(I AS)模型,并包括了重新吸附选项来描述气体解吸率与水饱和度的关系。
(4)完全耦合的隐式煤层气井模型:SI ME D II 模拟器可适用多个煤层气井和多种煤层气完井的计算。
模拟器采用改变渗透速率的方法来对水力压裂的效果进行模拟。
与煤层气完井和受损煤层气井的流动相关的表皮系数和煤层气井壁附近的非达西渗流都由表皮系数进行描述。
(5)事件控制:SI ME D II模拟器允许使用者在规定时间改变煤层气井运行条件以及结果输出。
(6)输出任选和图形显示:SI ME D II模拟器为煤层和煤层气井的输出参数提供了30个网格分布变量,10个煤层气井操作变量以及13个总的储层变量。
并提供了二维和三维的综合完整图示。
3 参数敏感性分析有三类参数对于进行模拟计算来说是必不可少的,包括:(1)储层参数。
包括煤层气井抽采面积、煤层厚度、内生裂隙孔隙度、储层温度、储层原始压力等等;(2)岩石及流体特性。
包括气含量、吸附参数、解吸压力、吸附时间常数、渗透率、相对渗透率、原始含水饱和度、毛细管压力、气体的体积温度压力特性、水的体积、温度和压力特性等等;以及(3)煤层气井定义和操作参数。
包括煤层气井的数量、名称、地点以及结构特性,还有与之相关的水力压裂、表皮系数、煤层气井底压力等等。
在模拟煤层气储层活动过程时,大量的参数是必不可少的。
尽管如此,各个参数的重要程度也有所不同。
事实上只有一小部分参数起决定性的作用,如煤层尺寸、渗透率、含气量等。
311 吸附能力产生的影响不同煤级的煤吸附能力也不同。
图1显示了两种不同煤级的煤的等温吸附曲线。
此高煤级和低煤图1 不同煤级煤层甲烷等温吸附曲线级煤在原始地层压力下的气体含量分别是19m3/t 和1215m3/t。
图2显示了这两种煤的模拟结果,假设此两种煤层中除等温吸附曲线外其他所有情况都相同。
两种煤级的煤层气最大产量分别为6230m3/d和5100m3/d。
同时,两煤级的煤层在15年累计生产的气体大约能够分别达到1830万m3和1400万m3。
从这个模拟结果可以看出,等温吸附式既影响气产量速度,也影响气累积产量。
312 含气饱和度影响在计算气体产量时,原始气含量是一个很重要的因素。
一个煤层如果其原始或达到平衡状态时的孔隙压力与气体开始解吸时的压力相同,则可以看作该煤层处于气饱和状态。
在这种情况下,抽水将降低煤层压力,气体就会立即解吸。
然而,如果煤层没有达到气饱和,则在任何游离气体溢出至内生裂隙空间之前,煤层的压力必须通过排水降低气体的解吸压力。
图2 受吸附能力影响的模拟结果图3显示了达到气饱和状态的煤层和气饱和度为60%的煤层中气产量模拟结果。
两种情况下的82中国煤层气 第3期结果大不相同。
在煤层未达到气饱和状态时,煤层的气产量相对较低,因为气体只在生产煤层气井附近的一个小范围内解吸。
图3 含气饱和度对模拟结果的影响313 煤层气井间距的影响煤层气井间的干扰效应能够极大的提高煤层甲烷的经济回收率。
与煤层气井间距较大的情况相比,间距小时气体的解吸能力和生产能力都会很快达到最大值。
但是,煤层气井间距较小的煤层气井消耗当地气体的速度也比较快,这样气体产量开始下降的时间也比较早,而且下降幅度较大。
当然总的钻井花费是随着煤层气井数量而增加的。
需要注意的是找到使气体生产潜在的经济回报与总费用的平衡点。
如图4所示,由于煤层气井间的干扰效应,煤层气井间距为40英亩的单煤层气井比煤层气井间距是160英亩的单煤层气井的产率达到最大值所用的时间要短。
不只如此,由于其气体抽采区域比较小,煤层气井间距较小的煤层气井产量下降的速度也要相对快一些。
从图5还可以看出,井间距不同的煤层气井产水速率大致相同。
图4 煤层气井间距的影响-气产量和水产量314 绝对渗透率的影响在煤层气生产中,渗透率是最重要的参数之一。
图5显示了在三种不同的绝对渗透率影响下的产气量、产水速度以及气体的累计产量。
三种绝对渗透率分别为1、10和30md 。
如图5所示,较低的渗透率会降低生产速度,并且从经济角度来看,可能引起煤层气回收利用项目无法实施。
图5 绝对渗透率对模拟结果的影响煤层中的渗透率一般都是各向异性的。
通常情况下,沿内生裂隙方向的渗透率要比其它方向高一些。
在一个矿区中,各向渗透系数比达到1∶3时,不同排列安排的煤层气井的产气量情况见图6。
在渗透率较高的轴线上优化分布间距较大的煤层气井,其气体产量也最高。
不仅如此,对倒转矩型分布的煤层气井来说,当在渗透率较低的轴线上的煤层气井间距较大时,其产气量相对较低。
4 模拟实例411 水平井对于煤层气生产项目来说,水平井是一个极富吸引力的备选方案。
因为它们最大限度的增加了煤层气井和煤层的接触面。
水平井最佳钻进方向是垂直于最大渗透率的方向,这时,其产气量可以达到最大值。
本文研究了在三种渗透率不同的煤层中水平井的生产情况:(1)渗透率各向同性的煤层;(2)渗92第3期 煤层气产量预测和矿区优化的储层模拟透率各向异性的煤层,此时水平井与低渗透率方向平行;以及(3)渗透率各向异性的煤层,此时水平井与高渗透率方向平行。
案例2和3使用的方向性渗透率为3∶1,y 方向渗透率较高。
图6 定向渗透率的影响-产气量从图7可以看出,第二种情况下的初始生产速度要低于其他两种情况,但是煤层气井生产速度保持较高水平的时间要比其他两种情况长。
同时,累计气体产量可以说明,当煤层气井与高渗透率方向所成一个合适的角度时,可以带来很多优势。
图7 水平煤层气井-气体产量和产水量412 煤层气井壁破损煤层气井壁破损会影响气体的产量。
煤层气井壁破损是煤层气井中常见的现象,其成因有很多。
比如煤粉阻塞了内生裂隙,或者钻井泥浆改变了邻近煤层的渗透率等等。
表皮系数经常用来表示由地层损害引起的煤层气井壁附近煤层渗透率的改变。
表皮系数一般用以下方程式计算:s =k a k s -1ln r sr w式中:k a —绝对渗透率;k s —临近煤层气井区域的绝对渗透率;r s —损坏区域的半径;r w —煤层气井筒半径。
图8显示了表皮系数为0,5和10时,对前三年煤层气井的气体产量产生的影响。
图8 煤层气井壁污染413 增产改造-水力压裂增产改造煤层气井抽采较为常见的方法之一是水力压裂。
SI ME D II 模拟器通过采用改变渗透率的方法来对水力压裂的效果进行模拟。
此种模拟的优点是不需要在煤层气井断面定制一个过分精细的网格。
这为用大网格引起的数值分散性和用精细网格带来的大计算量提供了一个很好的折衷方案。
图9显示了经压裂改造的煤层气井的产气量要大大高于未经压裂的煤层气井。
使用水力压裂增产改造的煤层气井累计气体产量要比未经增产改造的煤层气井产量高四倍左右。
414 增产改造-洞穴完井有一研究表明洞穴完井增产改造作用优于水力压裂。
以上一个案例为基础,把原先的水力压裂改造变为洞穴完井增产改造。
进行洞穴完井改造的煤层气井最大产气量可以达到大约369m 3/d ,这是水力压裂增产改造中的产气量的2倍。
3年内,洞穴完井后的煤层气井气体总产量可以达到140万m 3,比在水力压裂增产改造项目中煤层气井的气体产量要略微要高一些。