煤层气储层特征.pptVIP

**§2.4煤储层的渗透性三、渗透率测量方法1.实验室测试储层的绝对渗透率、相对渗透率的实验测试，是在渗透率仪上进行的。相对渗透率的测定有两种方法：一是非稳态法，该方法首先用盐水将煤心饱和，而后注入气体排出盐水，记录随时间排出的水和气量及压力等数据，计算出气、水相对渗透率；另一种是稳态法，该方法是同时将水和气体在一定压力下恒速注入煤心，记录水、气的排出量随时间的变化情况，求出相对渗透率。非稳态法更适合于孔隙度低的煤心。第63页，共109页，星期日，2025年，2月5日**§2.4煤储层的渗透性三、渗透率测量方法2.测井Faivre和Sibbit提出了一种利用双侧向测井计算渗透率的方法，即F-S计算方法cf—比例因子，由个地区统计数据求取，或由地区经验取值，也可实验测定第64页，共109页，星期日，2025年，2月5日**§2.4煤储层的渗透性三、渗透率测量方法(3)试井众多的储层参数可通过试井获取，如储层压力、压力梯度、渗透率、流动系数、表皮系数、调查半径、储层温度、破裂压力、破裂压力梯度、闭合压力、闭合压力梯度等油气领域试井方法较多，但对煤层气而言，目前被人们公认的是注入—压降试井。这是由于采用注入—压降试井，可保证在煤储层内形成单相水流，从而获取单相水流的渗透率。第65页，共109页，星期日，2025年，2月5日。§2.5煤储层的吸附性与含气量测定吸附性第66页，共109页，星期日，2025年，2月5日煤对甲烷吸附／解吸的物理化学特征煤田地质界普遍认为，煤中有机质的基本结构单元主要是带有支链和各种官能团的缩合稠核芳香系统，支链、官能团与缩合芳香核之间的比例关系影响到煤的化学工艺性质。随着煤化程度加深，基本结构单元中六碳环的数量不断增加，支链和官能团逐渐减少。煤是由碳原子构成的有机固体，煤体相内的碳原子被四周的碳原子吸引，处于力的平衡状态。当煤孔隙表面形成，则表面的碳原子至少有一侧是空的，因而出现受力不平衡（煤具有了表面自由能）。当孔隙中存在甲烷分子时，甲烷分子就被煤的表面所吸附。第67页，共109页，星期日，2025年，2月5日大量的碳素材料研究表明，煤、焦、炭、炭墨等非晶质高碳物料都是由微晶石墨片或芳核组成，其尺寸大小不等，小的零点几微米，大则几十微米。Kaplan认为，石墨中芳香碳层之间的结合能为5.4kJ/mol左右，基本属于分子间的范德华力（VanDerWaals）作用。甲烷因其饱和的成键结构而表现出极大的化学惰性，其9.4kJ/mol的液化热却是很好的说明。量子化学计算表明，当甲烷吸附于煤的表面时，最大吸附势仅为2.65kJ/mol，这显然属于一物理吸附过程。煤对甲烷吸附／解吸的物理化学特征第68页，共109页，星期日，2025年，2月5日物理吸附与化学吸附的本质差异性质物理吸附化学吸附吸附力范德华力（vanderwaals）化学键力吸附热近于液化热近于化学反应热吸附温度较低（低于临界温度）相当高（远高于沸点）吸附速度快有时较慢选择性无有吸附层数单层或多层单层脱附性质完全脱附脱附困难，常伴有化学变化煤对甲烷吸附／解吸的物理化学特征第69页，共109页，星期日，2025年，2月5日煤吸附CH4的数学模型常用的吸附理论和模型有：■Langmuir单组分层吸附理论：Langmuir方程■BET多分子层吸附理论：BET方程■Polanyi吸附势理论：D-R、D-A方程对模型的精度问题，不同的作者有不同的结论。目前多采用Langmuir方程：▲参数有明确的物理意义。▲方程形式简单、使用方便。▲虽有误差，可满足工程需要。第70页，共109页，星期日，2025年，2月5日**BET二常数表达式见式:该理论除接受了Langmuir提出的动态平衡、固体表面是均匀的等假设之外，认为吸附是多分子层。BET方程主要用于描述中孔丰富的多孔性物质，但用于超临界状态流体时偏差较大，可用来描述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型吸附等温线，并可计算多孔性物质的比表面积。（希朗诺尔、泰勒、埃米特）Langmuir方程：V=VL?P/（PL+P）或P/V=P/VL+PL/VL其主要假设条件是：单分子层吸附、固体有理想的均匀表面、被吸附的分子之间无相互作用、吸附平衡是动态平衡等。主要用来描述Ⅰ型等温线。吸附势理论：