中国石油大学-李相方-宜宾会议.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * 3.煤层气注气提高采收率技术 3.2 注气驱替理论 由于煤储层基质孔隙与割理拥有束缚水，注入的CO2不能穿过水膜将CH4置换出来。 煤储层基质孔隙与割理流体相态示意图。 3.煤层气注气提高采收率技术 3.2 注气驱替理论 注入的CO2应该是在压差作用下将CH4驱替出来。 水 基质 割理 煤层气生产井流体相态示意图。 4.页岩气解吸扩散渗流理论 4.1 解吸扩散理论 页岩气的扩散渗流模型（Zuber，2002） 页岩气的扩散渗流模型完全沿用煤层气的。 考虑范德华力、毛管力、浮力、分子力、粘滞力、界面张力、压差等非线性渗流模型（求解方法尚未建立）。 页岩基质孔隙气体到裂缝非线性渗流示意图 该种情况不满足浓度扩散理论：（1）属于气液两相系统；（2）游离气微溶于水。 4.页岩气解吸扩散渗流理论 4.2游离气从基质孔隙非线性渗流至裂缝模型（本研究模型） 页岩气中游离气含量较少时，其产气特征类似于煤层气。生产早期，产量增大，达到峰值后，天然气产量快速下降并达到稳定，压力传播较慢，稳定期的产量主要是基质孔隙里的游离气和解吸气。 Pw t1 t2 吸附气 无机质 束缚水 有机质 游离气 排采时间 产气量 5.页岩气的生产动态特征 5.1游离气含量较少情况 页岩气中游离气含量较多时，其初期产量为最大值，之后产气量迅速下降并达到稳定，压力传播较快。 t2 t1 Pw 吸附气 无机质 束缚水 有机质 游离气 排采时间 产气量 5.页岩气的生产动态特征 5.2游离气含量较多情况 （1）煤层气解吸形成的游离气在压差驱动下非线性渗流进入割理； （2）煤层气解吸形成的溶解气在浓度差驱动下扩散进入割理； （3）煤层气经过较短排水降压生产后将长期定井底流压生产，在该阶段产量可以呈现增加、稳定与递减规律，且该阶段产量基本无法控制，充分体现储层物性及流体相态等储层固有参数的属性； （4）在煤层气井生产过程中压力传播速度远小于常规气藏，原因在于在压力传播过程中，储层降压解吸气体补充了地层压力，进而减缓了压力波传播速度，从而也影响了井间压力干扰程度，在井距设计中应予考虑。 5.结论 （5）注入气体不能直接通过液体进入基质孔隙置换甲烷气，其能够提高采收率应该是压差驱替作用； （6）页岩气同煤层气一样，解吸的气体不是扩散进入裂缝，而是属于非线性渗流进入裂缝； （7）游离气含量高的页岩气藏具有常规气藏产能递减特征，而吸附气含量高的页岩气藏产能特征具有煤层气排水后期的生产特征； （8）综合考虑煤层气藏与页岩气藏共同点与不同点，借鉴煤层气藏开发技术，有利于页岩气藏的高效开发，使得少走弯路，降低成本； （9）搞清楚煤层气与页岩气开发规律，对于评价勘探成果及高效开发具有重要意义。 5.结论 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 煤层气与页岩气开发面临的理论及实践问题 李相方 石军太 李骞 杜希瑶 张磊等 中国石油大学（北京） 2011年6月 于四川-宜宾 中国石油学会天然气专业委员会非常规天然气学组 2011年全国非常规天然气会议 前言 我国煤层气与页岩气气藏工程与开发理论还非常薄弱。气藏工程不仅对于开发阶段重要，也许对于勘探评价阶段同样重要； 国内外普遍承认煤层气与页岩气解吸扩散模型，目前数模软件、机理研究等都基于这种假设，但是该假设违背了多相流体流动与传质的基本原理，进而也制约对该类气藏开发规律的认识； 由于煤层气藏与页岩气藏具有降压解吸的特征，使得生产规律显著不同于常规气藏，目前的数模软件还很难模拟这种生产规律，比如定井底流压下产量长期不降； 煤层气藏与页岩气藏具有自生、自储、吸附等共同点，如何研究使用共同技术与不同技术，将有利于高效开发该类气藏。 前言 本研究成果来源于： （1）国家973项目（首席：宋岩教授）课题6：煤层气开发井间干扰机理与开发方式优选； （2）国家重大专项38（项目长：胡爱梅教授）课题5：煤层气藏合理开发模式和开发效果评价 目录 煤层气解吸扩散渗流理论 煤层气开采井间干扰与产能规律 煤层气注气提高采收率机理 页岩气的产气机理 页岩气的生产动态特征 结论 1.煤层气解吸扩散渗流理论 1.1 多相流体流动与传质 传质 扩散传质 对流传质 热扩散 压力扩散 强迫扩散 分子（浓度）扩散 相际传质(溶解/蒸发) 强迫对流传质 自然对流传质 湍流传质 扩散条件：单相气/液 扩散动力：浓度差 扩散基本模型：Fick定律 传质条件：气液两相 传质动力：化学势（溶解度） 传质基本模型：双膜理论 传质本质：相变(溶解) 多相流体传质与流动 流动 （两相微溶/不溶） 流动条