中国矿业大学学报

2021, v.50;No.238(01) 13-31

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煤层含气量的测试、模拟与预测研究进展
Review of research on testing, simulation and prediction of coalbed methane content

傅雪海;张小东;韦重韬;

摘要(Abstract):

煤层含气量是煤层气资源勘探和开发的关键参数,我国煤层气(瓦斯)含量直接测试是通过地面或井下钻孔钻取煤心在大气压条件下解吸,一方面取心和装罐过程中煤样中部分水溶气、游离气,甚至发生解吸的极少部分吸附气被逸散;另一方面在储层压力直接降为大气压的解吸过程中部分气体被"气锁"不能完全解吸,均导致煤层含气量实测值偏低.本文对比分析了我国煤层含气量测试方法、测试标准的演化历程,系统评述了校正系数、气体相态、带压逐级降压解吸、地史演化、煤层气井产气量历史匹配等物理模拟和数值模拟煤层含气量的可靠性及含气梯度法、煤级-压力-等温吸附曲线法、地球物理解释技术、人工智能技术等预测方法的适应性,认为增加样品重量至2 kg、减少损失时间至小于5 min、增长解吸时间至24 h、稳定在煤层原位温度、保持样品压力能提高煤层含气量直接测试的精度,密封保压取心能减少损失气估算的误差;测试与模拟相结合的方法不仅可以缩短测试时间至1 d,而且还能获得煤层全部水溶气、游离气含量;钻孔密封保压取心后在储层温度下带压逐级降压解吸所测试的煤层含气量能够反映原位煤层的真实含气量;三相态含气量、带压逐级降压解吸、校正系数和煤层气井产气量历史匹配可以获得接近原位煤层的含气量;依据地质条件合理选择煤层含气量预测方法,包含煤岩、煤质、围岩封闭性、埋深和地球物理响应值的人工智能技术预测的煤层含气量可信度高.研究结果表明:沁水煤田晋城矿区无烟煤储层煤层气资源勘探实测煤层含气量是煤炭资源勘探实测煤层含气量的1.32~1.44倍,煤层气产量历史匹配与带压逐级降压解吸获得的煤层含气量是煤层气资源勘探实测煤层含气量的1.17~1.46倍.

关键词(KeyWords): 煤层气;含量;测试;模拟;预测;研究进展

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金面上项目(42072190,41772158);; 国家科技重大专项(2016ZX05043-004-005)

作者(Author): 傅雪海;张小东;韦重韬;

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DOI: 10.13247/j.cnki.jcumt.001243

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