郑庄地区煤层气开发过程中气-水两相渗流模拟研究
发布时间：2021-07-29 14:45
沁水盆地南部地区是我国煤层气商业开发较为成功的主要地区之一,其中郑庄区块煤层气勘探开发程度较高,但在实际开发过程中,煤层气井高产井比例较低,大量出现低产煤层气甚至无产气井。为了分析这类问题产生的原因,本文将结合数值模拟方法及实际现场资料综合分析,研究煤层气井排采产能的影响因素及控制机理,定量分析影响郑庄区块煤层气井的产气影响因素。通过统计区块内评价井及五大井区开发井资料,分析郑庄区块煤层埋深、厚度、应力、孔隙度等总体地质情况及煤层气井的产出情况,得出煤层气井产出的影响因素主要受含气量控制,根据不同井区产水率情况得出郑1、郑2及东片区产水率较高,可能存在外源供水。基于有效应力原理、基质收缩效应建立了煤岩变形控制方程;基于有效应力原理、机制收缩效应、气体滑脱效应建立了煤储层两相动态孔隙度、渗透率方程;基于物质平衡原理,联合煤岩体变形控制方程建立了煤层气-水两相渗流多物理场耦合模型;通过实际评价井试采数据进行了验证。结果表明,该模型可对煤层气井单相水阶段及气-水两相阶段全过程进行模拟。通过建立的模型分别模拟了不同杨氏模量、不同初始渗透率、不同临界解吸压力以及不同排采制度下的煤储层压力,孔隙度...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
2研究区地质概况122研究区地质概况沁水盆地位于我国山西省东南部。盆地东部为太行山隆起，西部为霍山隆起，北部为五台山隆起，南部为中条山隆起，形成一个以北北东向的巨型复式向斜带(Caietal,2011;Liuetal,2013)，夹于吕梁山和太行山隆起带之间。盆地整体位于北纬35.28°-38.17°之间，东经111.75°-113.75°区域内，东西宽约130km，南北长约340km，面积3万平方公里。图2-1郑庄区块地理位置图沁水盆地目前是我国煤层气勘探开发程度最高的区域。探明煤层气资源量高达4×1012m3，占我国煤层气资源总量的10%。煤层气资源量相当可观，是我国煤层气资源勘探开发潜力最高的盆地(Sangetal,2009)。根据盆地内主要的一些断裂带为界，划分出了郑庄、樊庄、潘庄、马必、安泽、柿庄南等商业煤层气开发区块。交通位置上，郑庄区块位于山西省晋城市西北约八十公里处，行政区划位于沁水县的郑庄镇（图2-1），地理位置上处沁水盆地煤层气田东南部。以寺头断层为界限，东部为樊庄区块，西部则为本文研究区郑庄区块。
中国地质大学（北京）硕士学位论文13研究区内发育多套煤层，主力发育煤层为二叠系下统山西组15#煤层及石炭系上统太原组3#煤层，厚度大，稳定发育，是郑庄区块勘探的主要目标层位。2.1地层及沉积特征郑庄区块地层发育平缓，倾角变化小，平均为4°左右，发育SN向的宽缓褶皱。地层由下至上分别发育有：下古生界奥陶系、上古生界石炭系、上古生界二叠系、中生界三叠系以及新生界第四系。图2-2郑庄区块地层柱状图根据郑庄区块区域地质资料，对研究区各系主要地层进行分别描述：下古生界奥陶系发育下统、中统地层，上统缺失。奥陶系中统峰峰组发育灰岩沉积，厚约450m。上古生界石炭系发育有中统本溪组和上统太原组地层，下统地层缺失，主要为障壁-泻湖沉积。本溪组发育浅灰色铝土质泥岩，厚约10m，部分地区含少量煤线。与下伏奥陶系峰峰组呈不整合接触。太原组由下至上发育有砂岩、灰
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国主要含油气盆地油气资源潜力及未来重点勘探领域[J]. 郑民,李建忠,吴晓智,王社教,郭秋麟,陈晓明,于京都. 地球科学. 2019(03)
[2]煤岩不同含水状态下瓦斯渗流特性试验研究[J]. 袁曦,姜德义. 采矿与安全工程学报. 2018(03)
[3]中国天然气开发技术进展及展望[J]. 贾爱林. 天然气工业. 2018(04)
[4]CO2/CH4在煤储层中扩散规律的分子动力学模拟[J]. 林海飞,刘静波,严敏,白杨,刘宝莉. 中国安全生产科学技术. 2017(01)
[5]孔隙结构控制下的煤体渗透实验研究[J]. 刘永茜,侯金玲,张浪,樊少武. 煤炭学报. 2016(S2)
[6]煤层气井排采过程中渗透率动态变化研究进展[J]. 吴财芳,张晓阳. 煤炭科学技术. 2016(06)
[7]构造煤微晶取向生长机制探讨[J]. 张小兵,王蔚,张玉贵,高飞,郇璇. 煤炭学报. 2016(03)
[8]煤粒吸附瓦斯过程中的温度变化研究[J]. 杨涛,聂百胜. 煤炭学报. 2015(S2)
[9]煤储层不同尺寸孔中H2O对CH4解吸扩散的分子模拟研究[J]. 杨兆中,韩金轩,付蔷,李小刚,张健. 天然气地球科学. 2015(05)
[10]煤储层孔-裂隙非均质性及其地质影响因素研究进展[J]. 刘大锰,李振涛,蔡益栋. 煤炭科学技术. 2015(02)
博士论文
[1]受载煤体-瓦斯-水耦合渗流特性研究[D]. 蒋一峰.中国矿业大学(北京) 2018
[2]不同开采条件下煤岩损伤演化与煤层瓦斯渗透机理研究[D]. 李波波.重庆大学 2014
硕士论文
[1]沁水盆地郑庄区块煤层气井压裂效果与产能评价研究[D]. 陈杨.中国地质大学(北京) 2015
[2]沁水盆地南部樊庄—郑庄区块煤层气富集成藏控制因素分析[D]. 周璐.河南理工大学 2014
本文编号：3309520
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
2研究区地质概况122研究区地质概况沁水盆地位于我国山西省东南部。盆地东部为太行山隆起，西部为霍山隆起，北部为五台山隆起，南部为中条山隆起，形成一个以北北东向的巨型复式向斜带(Caietal,2011;Liuetal,2013)，夹于吕梁山和太行山隆起带之间。盆地整体位于北纬35.28°-38.17°之间，东经111.75°-113.75°区域内，东西宽约130km，南北长约340km，面积3万平方公里。图2-1郑庄区块地理位置图沁水盆地目前是我国煤层气勘探开发程度最高的区域。探明煤层气资源量高达4×1012m3，占我国煤层气资源总量的10%。煤层气资源量相当可观，是我国煤层气资源勘探开发潜力最高的盆地(Sangetal,2009)。根据盆地内主要的一些断裂带为界，划分出了郑庄、樊庄、潘庄、马必、安泽、柿庄南等商业煤层气开发区块。交通位置上，郑庄区块位于山西省晋城市西北约八十公里处，行政区划位于沁水县的郑庄镇（图2-1），地理位置上处沁水盆地煤层气田东南部。以寺头断层为界限，东部为樊庄区块，西部则为本文研究区郑庄区块。
中国地质大学（北京）硕士学位论文13研究区内发育多套煤层，主力发育煤层为二叠系下统山西组15#煤层及石炭系上统太原组3#煤层，厚度大，稳定发育，是郑庄区块勘探的主要目标层位。2.1地层及沉积特征郑庄区块地层发育平缓，倾角变化小，平均为4°左右，发育SN向的宽缓褶皱。地层由下至上分别发育有：下古生界奥陶系、上古生界石炭系、上古生界二叠系、中生界三叠系以及新生界第四系。图2-2郑庄区块地层柱状图根据郑庄区块区域地质资料，对研究区各系主要地层进行分别描述：下古生界奥陶系发育下统、中统地层，上统缺失。奥陶系中统峰峰组发育灰岩沉积，厚约450m。上古生界石炭系发育有中统本溪组和上统太原组地层，下统地层缺失，主要为障壁-泻湖沉积。本溪组发育浅灰色铝土质泥岩，厚约10m，部分地区含少量煤线。与下伏奥陶系峰峰组呈不整合接触。太原组由下至上发育有砂岩、灰
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国主要含油气盆地油气资源潜力及未来重点勘探领域[J]. 郑民,李建忠,吴晓智,王社教,郭秋麟,陈晓明,于京都. 地球科学. 2019(03)
[2]煤岩不同含水状态下瓦斯渗流特性试验研究[J]. 袁曦,姜德义. 采矿与安全工程学报. 2018(03)
[3]中国天然气开发技术进展及展望[J]. 贾爱林. 天然气工业. 2018(04)
[4]CO2/CH4在煤储层中扩散规律的分子动力学模拟[J]. 林海飞,刘静波,严敏,白杨,刘宝莉. 中国安全生产科学技术. 2017(01)
[5]孔隙结构控制下的煤体渗透实验研究[J]. 刘永茜,侯金玲,张浪,樊少武. 煤炭学报. 2016(S2)
[6]煤层气井排采过程中渗透率动态变化研究进展[J]. 吴财芳,张晓阳. 煤炭科学技术. 2016(06)
[7]构造煤微晶取向生长机制探讨[J]. 张小兵,王蔚,张玉贵,高飞,郇璇. 煤炭学报. 2016(03)
[8]煤粒吸附瓦斯过程中的温度变化研究[J]. 杨涛,聂百胜. 煤炭学报. 2015(S2)
[9]煤储层不同尺寸孔中H2O对CH4解吸扩散的分子模拟研究[J]. 杨兆中,韩金轩,付蔷,李小刚,张健. 天然气地球科学. 2015(05)
[10]煤储层孔-裂隙非均质性及其地质影响因素研究进展[J]. 刘大锰,李振涛,蔡益栋. 煤炭科学技术. 2015(02)
博士论文
[1]受载煤体-瓦斯-水耦合渗流特性研究[D]. 蒋一峰.中国矿业大学(北京) 2018
[2]不同开采条件下煤岩损伤演化与煤层瓦斯渗透机理研究[D]. 李波波.重庆大学 2014
硕士论文
[1]沁水盆地郑庄区块煤层气井压裂效果与产能评价研究[D]. 陈杨.中国地质大学(北京) 2015
[2]沁水盆地南部樊庄—郑庄区块煤层气富集成藏控制因素分析[D]. 周璐.河南理工大学 2014
本文编号：3309520
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