煤層氣產(chǎn)出過程滲透率變化與排采控制

第一章 緒論 1
第一節(jié) 研究意義 2
第二節(jié) 研究現(xiàn)狀 4
一、煤儲層富集高滲的研究現(xiàn)狀 5
二、煤儲層幾何模型研究現(xiàn)狀 7
三、煤層氣產(chǎn)氣潛力評價研究現(xiàn)狀 10
四、煤層氣井排采過程物性參數(shù)變化研究現(xiàn)狀 11
五、煤層氣垂直井排采控制研究現(xiàn)狀 13
第三節(jié) 研究方案 15
一、主要研究內(nèi)容 16
二、研究方法與技術路線 16
三、預期目標 17
第二章　沁東南地區(qū)煤層氣富集特征及其控制作用 19
第一節(jié) 沁東南地區(qū)地層與含煤地層 19
一、沁東南地區(qū)主要地層 19
二、沁東南地區(qū)含煤地層與煤層 22
第二節(jié) 沁東南地區(qū)3# 煤層含氣性特征 24
一、沁東南地區(qū)3# 煤層埋深變化特征 24
二、沁東南地區(qū)3# 煤層變質(zhì)程度分布特征 25
三、沁東南地區(qū)3# 煤層厚度分布特征 25
四、沁東南地區(qū)3# 煤層含氣量分布特征 25
五、沁東南地區(qū)3# 煤層資源豐度分布特征 27
第三節(jié) 沁東南地區(qū)3# 煤層煤層氣富集的控制作用及富集模式 27
一、埋藏史、熱史及構造演化史對含氣總格局的控制作用 28
二、水動力環(huán)境對煤層氣富集的再分配作用 33
三、沁東南地區(qū)煤層氣富集模式 36
第三章　沁東南地區(qū)煤儲層滲透率特征及其控制作用39
第一節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲層孔隙結(jié)構特征 39
一、煤儲層孔隙結(jié)構研究的主要方法 39
二、沁東南地區(qū)孔隙結(jié)構特征 44
三、沁東南地區(qū)孔徑分布的分形特征 50
第二節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲層裂隙結(jié)構特征 52
一、煤儲層裂隙結(jié)構研究的常用方法 52
二、沁東南地區(qū)煤儲層裂隙結(jié)構特征 53
第三節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲層滲透性特征 59
一、沁東南地區(qū)煤體結(jié)構分布特征 59
二、沁東南地區(qū)煤儲層滲透率特征 68
第四節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲層滲透率的主控因素 70
一、埋藏史、構造史對煤儲層滲透率的影響 70
二、應力-應變-滲透率與煤體結(jié)構的關系 73
三、沁東南地區(qū)煤儲層滲透率的主控因素 78
第四章　沁東南地區(qū)煤儲層排采潛力類型及排采階段劃分 79
第一節(jié) 煤儲層排采潛力等級劃分思路及指標確定 79
一、煤儲層排采潛力類型劃分的基本思路 79
二、煤儲層排采潛力類型劃分關鍵指標的確定 80
第二節(jié) 研究區(qū)煤儲層排采潛力類型劃分 81
一、研究區(qū)煤層氣富集等級劃分 82
二、研究區(qū)煤儲層能量等級劃分 83
三、研究區(qū)煤儲層導流能力強弱等級劃分 86
四、研究區(qū)煤儲層排采潛力類型劃分 87
五、研究區(qū)煤儲層改造工藝選型 88
第三節(jié) 煤層氣的產(chǎn)出過程 89
第四節(jié) 煤層氣井排采階段劃分 91
一、基于流態(tài)的煤層氣直井排采階段劃分 92
二、基于現(xiàn)場生產(chǎn)特點的煤層氣直井排采階段劃分 93
第五節(jié) 煤層氣井排采過程中壓力傳播變化規(guī)律 94
一、煤層氣井排采時邊界確定原則 95
二、水力壓裂時的裂縫形態(tài) 96
三、排采過程中壓力傳遞變化規(guī)律 99
第五章　煤層氣直井產(chǎn)出過程有效應力變化規(guī)律 108
第一節(jié) 原始狀態(tài)下煤儲層有效應力變化的數(shù)理模型 108
一、煤儲層幾何概念模型 109
二、煤儲層有效應力系數(shù)的表征 109
三、原始狀態(tài)下煤儲層有效應力變化的數(shù)理模型 111
第二節(jié) 排采過程中煤儲層有效應力變化的數(shù)理模型 113
一、單相水流階段煤儲層有效應力變化的數(shù)理模型 114
二、氣/水兩相流階段煤儲層有效應力變化的數(shù)理模型 118
第三節(jié) 沁東南地區(qū)煤層氣直井產(chǎn)出過程儲層有效應力變化規(guī)律 122
一、煤儲層所受有效應力數(shù)理模型驗算 122
二、不同煤儲層參數(shù)下有效應力變化規(guī)律 124
三、產(chǎn)出過程儲層所受有效應力的變化規(guī)律 129
第六章　沁東南地區(qū)煤層氣直井排采過程煤儲層基質(zhì)應變特征 135
第一節(jié) 排采過程煤基質(zhì)應變變化數(shù)理模型構建的基本思路 135
第二節(jié) 排采過程中煤體力學主要參數(shù)變化規(guī)律 136
一、排采過程中煤體、基質(zhì)彈性模量變化的數(shù)理模型 136
二、煤儲層力學性質(zhì)變化驗算 137
三、原始狀態(tài)下煤體力學主要參數(shù)變化規(guī)律 138
四、排采過程中煤體力學主要參數(shù)的變化規(guī)律 145
第三節(jié) 排采過程中煤體基質(zhì)變形數(shù)理模型 148
一、單相水流階段煤基質(zhì)變形的數(shù)理模型 148
二、氣/水兩相流階段基質(zhì)變形數(shù)理模型 151
第四節(jié) 沁東南地區(qū)煤層氣井產(chǎn)出過程煤儲層應變特征 156
一、煤體基質(zhì)變形數(shù)理模型驗算 156
二、不同煤儲層參數(shù)下解吸變形變化規(guī)律 157
三、沁東南地區(qū)煤層氣井產(chǎn)出過程儲層變形特征 161
第七章　沁東南地區(qū)煤層氣直井產(chǎn)出過程儲層滲透率變化規(guī)律 168
第一節(jié) 排采過程中煤儲層滲透率變化數(shù)理模型 168
一、單相水流階段煤儲層滲透率變化數(shù)理模型 169
二、氣/水兩相流階段煤儲層滲透率變化數(shù)理模型 170
第二節(jié) 沁東南地區(qū)煤層氣井產(chǎn)出過程儲層滲透率變化規(guī)律 171
一、煤儲層滲透率變化數(shù)理模型驗算 171
二、原始狀態(tài)下不同儲層參數(shù)下滲透率變化規(guī)律 173
三、排采過程中煤儲層滲透率的動態(tài)變化規(guī)律 182
四、不同儲層條件下滲透率變化規(guī)律的差異 185
第八章　沁東南地區(qū)煤層氣直井的排采控制 195
第一節(jié) 煤層氣直井的排采特點 195
第二節(jié) 煤層氣直井的排采系統(tǒng)及施工 196
第三節(jié) 煤層氣直井排采對產(chǎn)能的影響及控制參數(shù) 200
一、排采工作制度制定的基本原則 200
二、排采效果的主要影響因素 201
三、排采時需要控制的參數(shù) 202
第四節(jié) 不同排采儲層類型煤層氣直井排采工作制度制定 203
一、中-高滲中硬煤層狀儲層排采工作制度制定 203
二、低滲軟煤層狀儲層排采動態(tài)變化特征 217
三、中-高滲中硬塊狀儲層排采動態(tài)變化特征 223
四、低滲軟煤塊狀儲層排采動態(tài)變化特征 227
第五節(jié) 不同排采儲層類型煤層氣直井典型排采曲線 228
一、中-高滲中硬煤層狀儲層典型排采曲線分析 228
二、低滲軟煤層狀儲層典型排采曲線分析 232
三、中-高滲中硬煤塊狀儲層典型排采曲線分析 236
四、低滲軟煤塊狀儲層典型排采曲線分析 241
參考文獻 247