煤储层渗透率影响因素.docx

煤层气储层渗透率影响因素 摘要：煤层气作为一种新型能源，而且我国煤层气储量丰富，因此其开采利用可以很大程度上缓解我国常规天然气需求的压力。煤储层的渗透率是煤岩渗透流体能力大小的度量，它的大小直接制约着煤层气的勘探选区及煤层气的开采等问题。因此掌握煤储层渗透率的研究方法及影响因素，对于指导煤层气开采具有重要的指导意义。本文主要在前人的基础上，从裂隙系统、煤变质程度、应力及当前其他领域的技术对渗透率的研究的理论、认识及存在的问题等进行总结，对煤储层渗透率的预测有一定的理论指导意义。 Abstract: Our country is rich in the CBM which is a new resource. So the development of CBM can lighten our pressure for the requirement of conventional gas. The permeability of the coal reservoir is a measure of fluid’s osmosis permeability, restricting the exploration area and mining of CBM. Therefore, controlling the method of mining and the effect factoring has an important guiding significance for mining .This article is summarized from fracture system ,the degree of coal metamorphism, stress for the theory, matters and so on of permeability’s study which is based on the achievement of others，having a great guiding significance for the permeability prediction. 关键词：煤层气；渗透率；影响因素 1、引言 煤层气是指赋存在煤层中常常以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解在煤层水中的烃类气体[1]。美国是最早开发煤层气并取得成功的国家，其富产煤层气的煤级主要是气、肥、焦煤，即中级煤。我国煤盆地一般都具有复杂的热演化史和构造变形史，构造样式复杂多样，煤储层物性差异较大，孔渗性偏低，富产煤层气的煤级是几个高级煤、无烟煤和贫煤[2]。因此我们不能照搬美国的理论来指导我国煤层气的生产。近十几年来，我们在实践中不断认识到这种差异，并针对我国煤层气储层的特征进行了一系列的研究，在煤储层物性方面取得了丰硕的成果，已初步形成了一套研究的理论与方法。渗透性是制约煤层气勘探选区的最重要的参数之一，有效预测煤储层渗透性对我国煤层气的勘探开发具有重要意义[3]。笔者主要从煤储层裂隙系统、煤变质程度、有效应力等方面作以阐述。 2、煤储层渗透率的影响因素 2.1煤储层裂隙系统 傅学海等（1999）认为，煤储层系由宏观裂隙、微观裂隙和空隙组成的三元孔、裂隙介质，空隙是煤层气的主要储集场所，宏观裂隙是煤层气运移的通道，而显微裂隙则是沟通孔隙和裂隙的桥梁[1]。煤层的渗透性取决于裂隙系统的发育程度和连通程度，裂隙越发育，连通性越好，越利于流体的渗流，这对煤层气可采性评价有极其重要的指导意义[4]。傅雪海等在对沁水盆地各煤样的研究中发现，煤样渗透率随裂隙面密度的增加而呈指数形式增大[5]。 煤储层的裂隙系统又主要受围岩压力、煤岩成分、地质控制等因素有关。 2.1.1 围岩压力 裂隙是由内应力（煤化作用过程中，凝胶化组分收缩应力和超高孔隙流体压力）或由外应力（构造应力、重力和热应力等）或有内应力与外应力二者综合作用形成的[1]。试验结果研究表明：随着围岩压力增加，煤岩渗透率降低。这是因为在孔隙压力不变的条件下，增大围压意味着煤岩所受有效应力增大，煤样受到压缩，孔隙变小，微裂缝闭合，最终导致煤岩渗透率下降[6]。相反，如果围压降低，则孔隙压力大于围压，就会使煤样向外膨胀，使孔隙、微裂隙扩大。因此在煤层气抽采过程中，要进行前期的排水降压过程，进而降低围压。 2.1.2 煤岩成分 煤的孔隙率大小与煤阶有关，变化在2%～25%之间。褐煤的孔隙率最高，12%～25%；中等煤阶烟煤孔隙率最低，2%～6%左右；高煤阶烟煤以后，由于分子排列规则化，孔隙率又有升高，约为5%～10%。褐煤与低煤阶烟煤以大孔为主，而高煤阶烟煤和无烟煤则以微孔为主，中煤阶烟煤则以小孔为主，部分为中孔和微孔。煤的孔隙性与煤岩成分有关。丝