煤岩解吸扩散规律及影响因素研究

发布时间：2020-08-13 08:52

【摘要】：煤层气储层具双孔隙系统和强非均质性,煤层气产出是多相流体的复杂流动过程,其中气体解吸、扩散作用影响气体产出效果和生产井寿命。开展煤层气解吸性、扩散性的研究,有助于制定有效的煤层气钻完井、排采和开发方案,为提高煤层气采收率提供理论参考。论文以沁水盆地西山煤田9号煤层原地解吸数据为依据,针对煤层气的解吸、扩散规律进行了研究,并讨论各影响因素对煤层气解吸性和扩散性的影响。基于煤层气探井取样的原地解吸数据分析,总结出煤层气解吸过程经历“不稳定解吸、快速解吸、缓慢停滞”三个阶段:第一阶段解吸效率最大;第二阶段解吸平稳;第三阶段持续时间较长,解吸效率极低;第一阶段和第二阶段是解吸气量重要贡献阶段。在单孔扩散模型基础上建立了结合基质收缩效应的煤层气扩散模型,计算了研究区煤样的扩散系数,探讨了煤层气的扩散性质。就煤层气扩散差异而言,研究区煤层扩散性总体呈现“西部好,东部差”的分布特征。其中,矿区西缘的马兰矿样品扩散系数偏高,而东部远离该区主构造单元(马兰向斜)轴部的东曲矿样品扩散系数偏低。分析了煤体结构、水分、灰分、煤变质程度等因素与煤层气解吸性的关系,研究各因素对扩散性和解吸性的影响。结果表明,煤体结构是影响扩散系数的主要因素,适度形变有利于煤层气产出,碎粒煤与原生煤相比,具更好的解吸性和扩散性。煤变质程度是影响解吸时间的次要因素。随变质程度增强,煤中大孔、中孔闭合导致气体流通不畅,解吸时间变长。此外,高水分含量和高灰分产率的煤样均具有解吸时间较短、扩散较快的特点。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13
【图文】：

(a)Fick 扩散 (b)Knudsen 扩散 (c)过渡型扩散图 1-1 煤层气扩散机理（据何学秋等，2001）国内外学者针对煤层气的解吸和扩散作用做了大量研究。通过容量法可层气扩散系数，判定煤层气在煤基质表面的扩散作用以表面扩散为主。

技术路线图

图 2-1 研究区地理位置（据周睿，2017 修改）西山煤田的古交矿区面积约 660km2，主要的大型矿井有中部的马兰矿、屯矿、东曲矿及西部的西曲矿和镇城底矿等矿井。本文的研究区域为古交矿区中

【参考文献】

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本文编号：2791783