注氣驅(qū)替深部煤層氣的機理研究及數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2018-05-08 01:21
本文選題:沁水盆地南部 + 吸附解吸; 參考:《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2016年碩士論文
【摘要】:本論文以沁水盆地南部柿莊北區(qū)塊山西組3#煤層為主要研究對象,通過資料調(diào)研、野外踏勘、系統(tǒng)采樣、室內(nèi)實驗分析研究等工作,對目標層段煤層進行煤巖煤質(zhì)分析、煤儲層孔裂隙結(jié)構(gòu)分析、等溫吸附解吸實驗等,對目標層段地層進行層序?qū)Ρ扰c沉積相特征分析等,并通過軟件模擬CO_2及混合氣體注入煤層提高煤層氣采收率的效果,對煤層氣開發(fā)有指導(dǎo)意義。本文所采集的煤樣為長平煤礦(CP)、趙莊煤礦(ZZ)和師莊煤礦(SZ)的山西組3#煤。煤樣均為原生結(jié)構(gòu)煤,工業(yè)分析發(fā)現(xiàn)所采煤樣為低灰煤,固定碳含量均超過了75%。顯微組分測試結(jié)果表明,有機質(zhì)類型為Ⅲ型干酪根,具有較強的生氣能力,樣品的鏡質(zhì)組含量均超過了65%,是提高煤層氣采收率和CO_2的封存的天然場所。壓汞實驗發(fā)現(xiàn)CP、SZ煤樣孔隙連通性和滲透性比較好,ZZ煤樣連通性較差。山西組地層厚度33-72m,一般46m左右。山西組下部地層主要包括細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖和煤層,上部地層主要包括泥巖、砂泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和煤層。沉積相主要以三角洲沉積體系中的下三角洲平原為主,主要發(fā)育的沉積微相為分流間灣、分流河道和泥炭沼澤等,垂向上是分流河道、分流間灣交互出現(xiàn)。通過對三種煤樣的單組分氣體吸附—解吸數(shù)據(jù)進行分析,煤樣對CH4、N_2、CO_2的吸附順序是CO_2CH4N_2,并得到煤樣對不同氣體的VL、VP值。通過二元混合氣體(75%CO_2+25%CH4、50%CO_2+50%CH4、25%CO_2+75%CH4)的等溫吸附解吸實驗,并在平衡壓力點處抽取氣體進行氣相色譜實驗分析,結(jié)果表明在第一個吸附壓力點,吸附能力強的CO_2率先被大量吸附,游離氣中的CO_2快速減少并首先趨于吸附飽和,吸附速度變慢,隨著壓力的升高,游離氣中的CO_2氣體濃度逐漸增高并趨于穩(wěn)定;而CH4在游離氣中的比例先是增高,隨著吸附壓力的升高而降低,之后保持穩(wěn)定。解吸過程隨著解吸壓力的降低,CH4整體是升高—降低的過程,CO_2是降低—升高的過程。利用Simed Win軟件進行注氣前的驅(qū)替提高煤層氣采收率模擬,通過對不同網(wǎng)格分布、井位、井組、不同比例的混合氣進行模擬發(fā)現(xiàn),注氣驅(qū)替可以提高煤層氣采收率,不同網(wǎng)格分布及井組設(shè)置下,雙井模擬提采效果高于單井注采,但單井注采生產(chǎn)周期長。在井位發(fā)生改變時,隨著井間距離的增加,產(chǎn)氣量下降,但并不是井間距越小產(chǎn)氣效果越好。N_2的驅(qū)替效果高于CO_2,但是從經(jīng)濟效益和環(huán)境效益考慮,在三組實驗氣體中75%CO_2+25%N_2混合氣是ECBM的最佳選擇。
[Abstract]:In this paper, the coal seam of Shanxi formation in Shizhuang North Block in the south of Qinshui Basin is taken as the main research object. Through the work of data investigation, field exploration, systematic sampling, laboratory experimental analysis and so on, the coal and rock coal quality of the target seam is analyzed. Analysis of pore and fissure structure of coal reservoir, isothermal adsorption and desorption experiment, sequence correlation and sedimentary facies characteristic analysis of target formation, and the effect of coal bed methane recovery is improved by simulating CO_2 and injecting mixed gas into coal seam. It is of guiding significance to the development of coalbed methane. The coal samples collected in this paper are Shanxi formation coal of Changping Coal Mine, Zhaozhuang Coal Mine and Shizhuang Coal Mine. The coal samples are all primary structural coal, and the industrial analysis shows that the coal samples are low ash coal, and the fixed carbon content is over 75%. The results of maceral test show that the organic matter type is type 鈪,
本文編號:1859335
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