第39卷第4期
天然气勘探与开发
沁端区块煤层气渗流过程中压力变化规律
张涛王龙军
延长油田股份有限公司靖边采油厂
摘要针对前人多集中于煤层气的吸附特征和解析机理研究，忽视对煤层气排采过程中渗流机理的研究间题，开展了煤层气渗流机理的研究，建立了弹性多孔介质单相可压缩气体不稳定渗流的基本微分方程模型，并在此模型基础上引出定压边界和不渗遗边界的数学模型，得出了渗流过程中的压力分市关系式。通过对基础数据的分析，确定了泌水垒地冷端区块下二叠统山西组3"和上石碳统大原组15"煤层渗透率与压力的关系式。对定压边界和不渗透边界的压力分布公式的修正，得出了适合于次端区块煤层气弹性不稳定渗流规律，为不稳定试并提供了可靠的理论基础，也可用来确定煤层参数和目前地层压力，同时为煤层气开发设计及动态分析提供了重要的信息和资料。
关键调处端区块煤层气渗流机理有界封闭地层
层圆形定压边界渗流基本微分方程压力分布规律
煤层气是指在煤化过程中生成以甲烷为主的，以物理吸附形式储集在煤层中的一种自生自储型非常规天然气，煤层气在成藏、赋存、渗流以及开采方式等方面都不同于常规天然气！。煤层气的开采过程包括煤层气从煤岩基质孔隙中的解吸以及从裂隙渗流到井筒。因此，深入研究煤层气在煤层中的解吸渗流机理对于煤层气的开采有重要的意义。
我国对煤层气的勘探开发起步较晚，近几年主要集中在山西沁水盆地。通过对煤层气渗流机理的研究，可以从一定程度上提高煤层气开发的产气量和速度。以往的研究多集中于煤层气的吸附特征与解吸机理，忽视了对煤层气排采过程中渗流机理的研究。近年来随着国内对煤层气开发的不断深入，越来越多的学者投入到煤层气渗流机理研究当中来。通过研究弹性作用下的渗流规律，确定出沁水盆地沁端区块下二叠统山西组3和上石碳统太原组15"煤层渗透率与压力的关系，对弹性不稳定渗流过程中不同边界条件下的两个压降公式进行修正，得到更适合于该区块煤层气渗流过程中的压力分布规律，为不稳定试井提供可靠的理论基础，同时给煤层气
开发设计及动态分析提供重要的信息和资料。 1煤层气渗流机理
煤层气的扩散受基质内表面的浓度控制，初始状态下浓度与裂缝系统中自由气体的压力处于平衡
状态。但煤层气采出过程破坏了煤层的平衡状态，形成的浓度差和压力差提供了煤层气扩散运动和渗流运用的动力，此时解吸一扩散一渗流三个过程同时发生。
1.1煤层气储层的孔隙系统特征
煤的孔隙结构与常规天然气储层的孔隙结构不一样，煤的孔隙结构是由基质孔隙和裂缝孔隙组成，构成煤的双重孔隙系统。煤层有许多裂缝将煤体切割成许多小块体（称基质块体或基岩块体），通常把煤层中的裂缝称为割理(煤裂隙)闪。煤层的割理(微裂缝）由面割理和端割理组成（图1），面割理可长达几百米，端割理仅发育在两条面割理之间，纵横交错的割理构成了甲烷气的渗流通道。
端制理
解
T
含微孔欧的煤岩基质图1煤的孔隙结构图
渗透率是煤层气开采中一个最为关键的参数。但由于煤基质的渗透率极低，一般不予考虑。而通常
作者简介：张涛，1987年生，工程师；从事油气田开发工作。地址：(718500）陕西省靖边县长城路南段10号。电话： 13991097168。Email:834457784@qq.com
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