准南高挥发分烟煤储层孔裂隙结构及其排采力学伤害机制
发布时间：2020-07-15 11:06
【摘要】：准噶尔盆地南缘侏罗系陆相高挥发分烟煤储层目前是我国煤层气勘探开发的热点地区之一。本文在精细表征准南高挥发分烟煤孔裂隙结构的基础之上,针对该地区煤储层开发过程中的应力敏感、水锁及气锁等力学伤害开展了物理模拟及数值模拟研究,通过探索低场核磁共振技术在定量表征煤储层伤害上的应用,阐明了上述力学伤害的尺度效应及其与孔裂隙结构复杂程度的相关性,揭示了煤储层排采力学伤害的形成机制。研究结果表明:(1)研究区高挥发分烟煤储层孔径体积分布以微孔、过渡孔为主,中孔、大孔及裂隙体积分数较小,储层裂隙形态、喉道分布、分形维数、孔隙连通程度等均具非均质性;(2)煤储层孔裂隙应力敏感伤害具有尺度效应,不同孔径应力敏感伤害程度不同,大孔及裂隙结构是影响储层应力敏感伤害的关键空间结构;(3)急倾斜储层上倾及下倾部位在煤层气开发过程中应力敏感伤害及其变化具有强烈的非均质性;(4)煤储层水锁伤害与滞留水密切相关,水侵过程中各孔径段含水饱和度随水侵时间呈对数增大,侵入水量及氮气驱替后滞留水量均与储层孔裂隙结构复杂程度有关;(5)气锁伤害与煤储层裂隙形态、吸附孔孔喉结构密切相关,气相占据裂隙、渗流孔空间导致水相渗透率显著下降,排水降压困难。论文的研究成果对于深化煤层气储层排采力学伤害具有理论意义,对高挥发分烟煤储层煤层气开发具有指导作用。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE311;P618.13
【图文】：
图 1-1 煤孔径分类（Xoдот，1966）和不同孔裂隙表征方法示意图，TEM 图引自于冰等（201Figure 1-1 Pore size classification of coal reservoir (Xoдот, 1966) and sketch map for differentpore-fracture characterization methods. TEM map is refered to Yu et al. (2014).表 1-1 煤层气储层孔径划分方案对比表Table 1-1 Pore size classification scheme comparsion of coal reservoir孔隙类型划分 孔径尺度 划分依据 备注微孔 < 10 nm 构成吸附容积Xoдот，1966过渡孔 10 100 nm 构成甲烷毛细凝结和扩散区域中孔 100 1000 nm 构成甲烷缓慢层流区域大孔 1000 100000 nm 构成甲烷剧烈层流区域裂隙 > 100000 nm 构成层流与紊流同时存在的区域微孔 < 2 nm介孔 2 50 nm依据孔隙介质的吸附差异 IUPAC，198宏孔 > 50 nm扩散孔 < 65 nm 煤层气吸附和扩散场所傅雪海等，200
水两相流阶段由于修井停抽导致的煤层气井气锁伤害案例（据程as trapping damage of an actual CBM well induced by pumping stoppairing during two phase of gas and water flowing stage, after Cheng (2图 1-3 喉道中气泡赋存特征道中气泡静止；（b）气泡于喉道窄口处运动状态（据李仰民等Existing characters of gas bubble(a) static stated gas bubble in throat; (b) motion state of gas bubble in nthroat (After Li et al., 2010)核磁共振技术振是具有磁矩的原子核在恒定磁场中外加射频场下发生
近井地带煤层气解吸暂停，而远端煤层气并未停止解吸，气体会逐渐增大成气泡，堵塞住孔隙喉道，贾敏产生（图1-3），当大规模气泡堵死气流渠道，形成煤层气储层气锁（李仰民等，2010；张聪等，2011）。张聪等（2011）认为利用二次压裂、电脉冲、径向水力喷射等方
本文编号：2756409
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE311;P618.13
【图文】：
图 1-1 煤孔径分类（Xoдот，1966）和不同孔裂隙表征方法示意图，TEM 图引自于冰等（201Figure 1-1 Pore size classification of coal reservoir (Xoдот, 1966) and sketch map for differentpore-fracture characterization methods. TEM map is refered to Yu et al. (2014).表 1-1 煤层气储层孔径划分方案对比表Table 1-1 Pore size classification scheme comparsion of coal reservoir孔隙类型划分 孔径尺度 划分依据 备注微孔 < 10 nm 构成吸附容积Xoдот，1966过渡孔 10 100 nm 构成甲烷毛细凝结和扩散区域中孔 100 1000 nm 构成甲烷缓慢层流区域大孔 1000 100000 nm 构成甲烷剧烈层流区域裂隙 > 100000 nm 构成层流与紊流同时存在的区域微孔 < 2 nm介孔 2 50 nm依据孔隙介质的吸附差异 IUPAC，198宏孔 > 50 nm扩散孔 < 65 nm 煤层气吸附和扩散场所傅雪海等，200
水两相流阶段由于修井停抽导致的煤层气井气锁伤害案例（据程as trapping damage of an actual CBM well induced by pumping stoppairing during two phase of gas and water flowing stage, after Cheng (2图 1-3 喉道中气泡赋存特征道中气泡静止；（b）气泡于喉道窄口处运动状态（据李仰民等Existing characters of gas bubble(a) static stated gas bubble in throat; (b) motion state of gas bubble in nthroat (After Li et al., 2010)核磁共振技术振是具有磁矩的原子核在恒定磁场中外加射频场下发生
近井地带煤层气解吸暂停，而远端煤层气并未停止解吸，气体会逐渐增大成气泡，堵塞住孔隙喉道，贾敏产生（图1-3），当大规模气泡堵死气流渠道，形成煤层气储层气锁（李仰民等，2010；张聪等，2011）。张聪等（2011）认为利用二次压裂、电脉冲、径向水力喷射等方
本文编号：2756409
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