确保土工击实试验准确性的探讨

确保土工击实试验准确性的探讨 第 29卷 第 1期O IL & GA S GEOLO GY 2008 年 2 月 ( ) 文章编号 : 0253 - 9985 2008 01 - 0151 - 06 确定饱和型煤层气藏地质储量 、可采储量和 采收率方法的推导及应用 1 2陈元千 ,胡建国 ( 1. 中国石油天然气股份有限公司 石油勘探开发研究院 ,北京 100083; ) 2. 中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 ,北京 100083 ()(摘要 :非常规的煤层气藏又称为煤层甲烷气藏 ,其储集空间是由原生基质孔隙系统 微观孔隙 和次生裂缝孔隙系统 宏观 )孔隙 所组成 。在煤层中存在的气体一部分是以分子吸附状态储存于基质系统中 ,另一部分则是以自由状态存在于裂缝 系统中 。对于原始地层压力等于临界解吸压力的饱和型煤层气藏 , King利用气藏在开采过程中气体摩尔数平衡的原理提 出了一个物质平衡方程式 。但由于该方程存在不完善性 ,在实际中没有得到有效应用 。A hm ed应用 King的研究成果得到 了一个可以用于确定定容饱和型煤层气藏含气面积的直线关系式 ,并已应用于实际 。文中基于 King和 A hm ed的研究方法和气藏工程原理提出了一个新的直线关系式 ,该公式可以同时确定吸附气和自由气的地质储量 ,同时还提出了确定可 采储量和采收率的方法 。这些方法的实用性和有效性已被实例的应用所证明 。 关键词 :吸附气 ;自由气 ;地质储量 ;可采储量 ;采收率 ;煤层气藏 中图分类号 : TE13212 文献标识码 : A D er iva t ion of m e thod s for e st im a t in g O G I P an d recovera b le re serve s an d recovery ra t io of sa tura ted coa l2sea m ga s re servo ir s 1 2Chen Yuanq ian, H u J ianguo ( 11R esea rch Institu te of Petroleum Explora tion & D evelopm en t, PetroCh ina, B eijing 100083, Ch ina; )21R esea rch Institu te of Petroleum Explora tion & P roduction, S INO PEC, B eijing 100083, C h ina A b stra c t: R e se rvo ir sp ace in unconven tiona l coa l2seam ga s re se rvo irs, a lso known a s coa lbed m e thane re se r2 ( ) vo irs, con sists of the p rim a ry m a trix po ro sity system m ic ropo re sand the seconda ry frac tu re po ro sity system () m ac ropo re s. Som e of coa l2seam ga s a re sto red in the m a trix system in an ad so rbed sta te and the re st a re in the frac tu re system a s free ga s. Fo r sa tu ra ted coa l2seam ga s re se rvo irs who se in itia l re se rvo ir p re ssu re equa ls to the c ritica l de so rp tion p re ssu re, King p ropo sed a m a te ria l ba lance equa tion by u sing the ba lance fundam en ta l of ga s mo le num be rs in the p roce ss of ga s recove ry. Howeve r, the equa tion wa s fa iled to be p u t in to rea l p rac tice due to its inhe ren t lim ita tion s. B a sed on King’s re sea rch, A hm ed p ropo sed a linea r re la tion sh ip fo rm u la wh ich m ay be u sed to de te rm ine the ga s2bea ring a rea of con stan t2vo lum e sa tu ra ted coa l2seam ga s re se rvo irs and ha s a lready been emp loyed in p rac tice. B y com b in ing the stud ie s of King and A hm ed w ith the ba sic fundam en ta l of ga s re se r2 vo ir enginee ring, the a rtic le p re sen ts a new linea r re la tion sh ip fo rm u la tha t m ay be to u sed to de te rm ine ad so rp 2 tion ga s in2p lace and free ga s in2p lace sim u ltaneou sly. In add ition, m e thod s fo r de te rm ina tion of recove rab le re2 se rve s and recove ry ra tio a re a lso p ropo sed. The p rac ticab ility and effec tivene ss of the se m e thod s have been te sti2 fied du ring the ir app lica tion. Key word s: ad so rbed ga s; free ga s; O G IP; recove rab le re se rve; recove ry ra tio; coa l2seam ga s re se rvo ir 收稿日期 : 2007 - 10- 15。 ( ) 第一作者简介 :陈元千 1934 —,男 ,教授级高级工程师 ,油气藏工程 ,油气田开发和油气藏储量评价 。 由于煤层气的主要组分为甲烷 ,故煤炭业内又称 ( ) 之为煤层甲烷 coodbed m e thane。1 煤层气藏的地质特征 ( )煤层气藏 coa l seam ga s re se rvo ir的储层是由 2 方法的理论推导 ( )原生基质孔隙 p rim a ry m a trix po ro sity和次生裂缝 ( )() 孔隙 seconda ry frac tu re po ro sity所组成的 图 1 。 211 确定地质储量的方法 吸附气以吸附状态储存于原生基质孔隙中 ,自由气 对于一个饱和型煤层气藏 , 当地面累积 产气 和地层水则以可流动状态储存于次生裂缝孔隙之 G和累积产水 W ,地层压力从 p下降到 p,并引起 pp i 中 。当煤层气藏通过生产井采出自由气和地层水 煤层基质 孔 隙 体 积 和 裂 缝 内 地 层 水 的 弹 性 膨 胀 时 ,由于地层压力的下降 ,吸附气开始解吸 ,并以扩 [ 1,3 ] 时 ,以地面 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 条件 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 述的物质平衡关系为 : 散的方式从基质进入裂缝 ,再通过裂缝与地层水 、 累积产气量 G= 吸附气原始地质储量 G+ pa i () 自由气一起流入井底 ,并采至地面 图 2。 自由气原始地质储量 G- 吸附fi 依据临界解吸压力与原始地层压力的 关 系 , 气剩余地质储量 G- 自由气a r 煤层气藏可划分为饱和型和未饱和型两类 。前者 ( )剩余地质储量 G1 fr 的临界解吸压力等于原始地层压力 , 后者的临界 4 3 ( )1 式中的各项储量 ,当计量单位以 10 m 表 解吸压力小于原始地层压力 。据统计 , 目前国内 示时 ,其计算公式分别表示如下 :外的多数煤层气藏均属于饱和类型 。 ) p下基质中吸附气的原始地质储量1在压力 i煤层气的组分主要为甲烷 , 含有少量 的乙 烷 ρ( )2 G= 100A hV a iB gi和丙烷 , 有 时 也 会 含 有 少 量 的 氮 气 和 二 氧 化 碳 。 ) p下裂缝中自由气的原始地质储量2在压力 i ( ( )= 100A h <1 -) 3 S/B Gf w i gi fi ) 3在压力 p下基质中吸附气的剩余地质储量 ρ( )4 G= 100A hV a rB g ) 4在压力 p下裂缝中自由气的剩余地质储量 ( ) ( )= 100A h <1 - S/B 5 Gf w gfr ( )( )( )将 2 至 5 式代入 1 式得 : ρ( ) G= 100A hV+ 100A h <1 - S/B - p B gi f w i gi ρ( ) ( )6 100A hV- 100A h <1 - S/B B g f w g ( )整理简化 6 式可得到 : V gρ+ G= 100A hV 1 - p B g i V g i [ 1, 2 ]图 1 煤层气藏储层的基质与裂缝孔隙系统 1 - S1 - S w i w( )7 100A h < fFig11 M a trix and frac tu re system s in coal2seam gas re se rvo irs - B B gi g [ 1, 2 ] 图 2 煤层气藏吸附气流动阶段示意图 F ig12 Ske tch m ap show ing the flow p ha se s of ab so rbed ga s in coa l2seam ga s re se rvo irs 第 1期陈元千 ,等 . 确定饱和型煤层气藏地质储量 、可采储量和采收率方法的推导及应用153 ( )( )( )( )7 式中 , V和 V分别表示在压力 p和 p 下煤层 将 2 和 3 式代入 15 式得 : gig i3 基质在地面标准条件的吸附气含量 ,其单位为 m/ W B p w () t。而 V 和 V可以分别由兰米尔 L angm u ir的等 G+ = G+ gigpfi ( ) B [ 1 - cp- p] g f i[ 2 ] 温吸附方程表示 : p - p i G- a i ( )p1 + bp bpi L L i( )8 V= V gi L1 + bp( <[ 1 - )( ) ( ) S- c+ cSp- p] L if w i f w w i i ρ( ) VB [ 1 - cp- p] bp B gi g f iL ( )9 V= V g L1 + bp ( )16 L 若令 ( )( )由 9 式除以 8 式得 : p- p i x =- ( ) V p 1 + bp g L i )( p1 + b p L i ( )= 10 ( )p1 + bpV i L gi ( )( ) ( ) < [ 1 - S - c + c S p - p] w i f w w i i f( )17 ρ( ) ( )( )VB [ 1 - cp- p] 将 10 式代入 7 式得 : B gi g f i W B p w p- p i ( )18 = Gy + pρG= 100A hV + p B gi( ) B [ 1 - cp p] - g f i( )p1 + bp i L ( )= Ga 19 fi 1 - S1 - S w i w( )100A h <11 f- ( )m = G20 a iB B gig ( )则 16 式变为 : 考虑到煤层基质和裂缝中地层水的弹性膨胀 ( )21 y = a + m x 以及外部的天然水侵 , 可写出在地层条件下的如 ( ) 由 21 式可以看出 ,这是一个截距为a、斜率 下物质平衡方程式 : 为 m 的直线方程 。而 a 就是自由气的原始地质储 ) ( - p]S= 100A h