煤层气采收率的影响因素及提高采收率策略研究

王杰

中石油煤层气有限责任公司 北京 100028

摘要：随着社会的不断发展，煤层气采收工作成为我国煤层气资源开发与利用的核心内容，关乎到我国煤层气资源的未来的发展方向。通过对煤层气采收率级进行分析，深入了解气藏地质特征、经济发展、开发技术等，探讨出影响煤层气采收率的因素，结合我国煤层气发展现状以及相关科学技术，科学合理的制定出提高煤层气采收率的防范与此类。

关键词：煤层气 采收率 影响因素 方法与策略合理开发煤层气能够提升煤矿开采的安全性与可靠性，节约资源，降低温室效应的产生。我国《十二五规划》中明确指出，煤层气是我国重要的非常规能源之一，分析煤层气采收率的影响因素对我国经济发展具有重要的影响作用。1 煤层气吸吸附与解析

受储层压力作用的影响，与地下应力形成一对平衡力，甲烷气体分子之间距离明显减小，在煤基层表面形成吸附现象。开展钻井工作与压裂工作以后，对煤层地下的应力场进行重新分布，裂缝随之产生，降低孔缝中的压力，对吸附状态的煤层气进行解析。开展煤层气采集工作，需全面了解影响煤层气采集的因素，并对其进行合理控制，最大程度上提升煤层气的开采量。2 煤层气采收率的影响因素

2.1 地层压力对煤层气采收率的影响

Langmuir吸附公式为：VV

m

bp

p

1󰀎bp。其中“Vp”为“单位体积内吸附剂的平衡吸附量”，单位为“m3/t”；“Vm”为“单位体积内吸附剂的单层吸附量”，“m3/t”；“b”为“Langmuir常数”，“p”代表“吸附压力”，“MPa”。若储层气体平均临界值的解析压强是“Pc”，说明储层气体到达动态平衡时，其解析压强为“Pc”，储层总体积是“V”，储层单位体积内吸附剂的吸附量是“Vm”，储层废弃压强是“p`”，则此时该储层中煤层气采收率为“η”。结合Langmuir方程，从中获取采收率“η”与“单位体积内吸附剂的平衡吸附量”、“单位体积内吸附剂的单层吸附量”、“Langmuir常数”、“吸附压力”四者之间的关系，即K Vp

󰀐p

“VV`

1󰀐

p`(1󰀎bp)p

p(1󰀎bp`)

”，因此，煤层气采收率随着废弃地层的压强降低而上升，在实际煤层采收过程应全面考虑废弃地层压强对整个煤层气采收过程的影响。相关实验显示，煤层气采收工作开始后，降低0.1MPa的废弃地压强，提升煤层气采收率的效果十分显著。2.2 地层温度对煤层气采收率的影响

根据煤在高压等温吸附实验与容量试验规则，分别在20℃、25℃、30℃、35℃与40℃下对煤样进行检测，并科学、准确的绘制出煤层解析曲线图。通过观察煤层解析图得知，温度在20℃的条件下，煤层含气量量最高；温度在40℃的条件下，煤层含气量最低，且整个实验过程，煤层气体含量随着温度的升高而减低。由此可见，随着温度的升高，能够增加煤层气解析能力，提升煤层气采收率。在实际煤层气开采工作中，可通过增加地层温度，提升煤层气的采收率。2.3 二氧化碳驱替流量对煤层气脱附的影响

在实验室开展二氧化碳驱替甲烷气体实验，从中获取二氧化碳驱替吸附曲线。从所绘制的图表可以看出，随着时间的增加，甲烷脱附率逐渐上升，其中二氧化碳流量为12L/min时，甲烷气体脱附速率上升速度最快，25min后甲烷脱附达百分之八十五，之后脱附速率上升速度较为缓慢，到百分之九十五后停止上升；二氧化碳流量为8L/min和6L/min时，甲烷脱附率上升较为缓慢，脱附率相对较低。由此可知，利用二氧化碳对甲烷进行脱附时，随着二氧化碳流量的不断上升，甲烷脱附率逐步降低。在实际煤层气采收过程，通过增加二氧化碳流量，增加甲烷气体脱附率，提升煤层气采收率。3 提高煤层气采收率策略

通过以上对煤层气采收率影响因素的分析，从而得知提高煤层气采收率可从地层压强、温度、二氧化碳三方面入手，具体操作如下：3.1 降低废弃地层压强

降低废弃地层压强对煤层气采收工作影响最为突出，仅降低0.1MPa的废弃地压强，就能够得到显著增收效果。相关实验结果显示，地层废弃压强越低，煤层气采收率越高。在实际煤层气开采工作中，通过运用先进的科学技术，尽可能减低煤层压强，提升煤层气采收效果。3.2 增加地层温度

结合油田开采经验，对地下燃煤层气燃点进行分析，适当增加地层温度，达到提升煤层气采收率的效果；运用注热开采方式，将水蒸气、热水注入地层或者是运用蒸汽吞吐方式对其实施注热处理，在开展这一工作时，应结合煤层超低渗情况，合理选用具有可行性的注热方式，例如火烧煤层、蒸汽吞吐等，并根据煤层气作业的经济情况，选择具有较高经济性与实用性的注热方式。3.3 增加二氧化碳流量

通过增加二氧化碳的流量，增加对甲烷的解析率，使煤层气能够尽可能的得到解析，提升煤层气采收量，降低采收时间，提升煤层气开采的工作效率。4 结束语

综上所述，煤层气采收工作受地层压强、温度、二氧化碳三方面因素的影响，通过降低废弃地层压强、增加地层温度、增加二氧化碳流量，达到提升煤层气采收率的效果，增加单位时间内煤层气的开采量，节约开采时间，加快我国天然气开采行业的发展。参考文献 

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