天然气、煤层气、页岩气调研报告.ppt

天然气、煤层气、页岩气调研报告北京雅丹石油技术开发有限公司页岩气煤层气天然气界定主要以吸附吸附和游离游离状态聚集于泥泥/ /页岩页岩系中的天然气主要以吸附吸附状态聚集于煤煤系地层中的天然气浮力作用浮力作用影响下，聚集于储层顶部储层顶部的天然气成因类型有机质热演化成因，生物成因有机质热演化成因，生物成因有机质热演化成因，生物成因，原油裂解成因原油裂解成因天然气赋存状态20%-85%20%-85%为吸附吸附，其余为游离和水溶85%85%以上以上为吸附吸附，其余为游离和水溶各种圈闭的顶部高点顶部高点，不考虑吸附影响因素储层条件低孔、低渗特征ΦΦ为为4%-6%4%-6%，，K<0.001mdK<0.001md双重孔隙双重孔隙(基质和割理系统),ΦΦ为为1%-5%1%-5%，，K K为为0.5-5.0md0.5-5.0md低渗,ΦΦ为为8%-20%,K8%-20%,K为为0.1-50md0.1-50md中渗,ΦΦ为为20%-25,K20%-25,K为为50-300md50-300md高渗,ΦΦ>25%,K>300md>25%,K>300md1、天然气、煤层气、页岩气概述目录1天然气、煤层气、页岩气概述2天然气、煤层气、页岩气的成藏机理3天然气、煤层气、页岩气的渗流规律4天然气、煤层气、页岩气的开发动态页岩气煤层气天然气成藏特点自生、自储、自保自生、自储、自保生、储、盖合理组合生、储、盖合理组合分布特点盆地古沉降古沉降—沉积中沉积中心，及斜坡心，及斜坡具有生气能力的煤岩生气能力的煤岩内部内部构造较高部位构造较高部位的多种圈闭成藏及勘探区4000m以浅的页岩裂缝页岩裂缝带带3000m以浅的煤岩成煤岩成熟区、高渗带熟区、高渗带正向构造正向构造（圈闭）的高部位高部位流动机理早期以大孔隙和裂缝中游离气的达西流游离气的达西流为主，稳定期以基质孔基质孔隙内的游离气隙内的游离气和吸附吸附气气为主在基质中的流动是由浓度梯度浓度梯度所引起的扩扩散散，然后由于压力梯压力梯度度的作用在裂隙中引起的渗流渗流流动是由压力梯度压力梯度所引起的层流层流，并服从达西定律达西定律；在近井地带可出现紊紊流流开采特点排气降压排气降压解吸开采排水降压排水降压解吸开采自然压力自然压力开采1、天然气、煤层气、页岩气概述目录1天然气、煤层气、页岩气概述2天然气、煤层气、页岩气的成藏机理3天然气、煤层气、页岩气的渗流规律4天然气、煤层气、页岩气的开发动态2.1 天然气成藏机理从成藏方式来看，浮力是运移的主要动力，盖层毛细管压力是阻力，通过置换水的方式不断向上运移，气水界面从顶部开始向下整体推进；从成藏特征来看，圈闭富气，气水界面明显，成藏有利区主要在区域性高势能部位。

从成藏条件看，需要有与输导体系相关的构造高部位，烃岩与储层有一定的距离，构造顶部要有盖层；2、天然气、煤层气、页岩气的成藏机理2.2 煤层气成藏机理煤层气主要以吸附作用为主，游离气和溶解气比例很小，因此可以不需要通常的圈闭存在煤层气聚集主要有较好的盖层条件，能够维持相当的地层压力，无论在储层的构造高部位还是低部位，都可以形成气藏因此，煤层气主要通过吸附作用将天然气聚集起来，为典型的吸附成藏机理2、天然气、煤层气、页岩气的成藏机理2.3 页岩气成藏机理置换成藏机理置换成藏机理2、天然气、煤层气、页岩气的成藏机理吸附成藏机理吸附成藏机理活塞成藏机理活塞成藏机理1天然气、煤层气、页岩气概述2天然气、煤层气、页岩气的成藏机理3天然气、煤层气、页岩气的渗流规律4天然气、煤层气、页岩气的开发动态目录3.1 天然气渗流规律稳定流平面径向达西稳定流单向达西稳定流平面径向非达西稳定流不稳定流单向气体稳定渗流气液两相稳定渗流低渗透气藏气井稳定渗流双重介质气藏气井稳定渗流水平井稳定渗流3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律压力平方分布压力平方分布产量公式产量公式单向达西稳定渗流3.1 天然气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律产量公式产量公式压力分布压力分布平面径向达西稳定渗流3.1 天然气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律平面径向非达西稳定渗流服从二项服从二项式渗流式渗流服从指数服从指数式渗流式渗流3.1 天然气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律从煤表面解吸通过煤基质和微孔隙扩散通过割理系统渗流煤层气产出过程3.2 煤层气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律3.2.1、煤层气的解吸采用Langmuir Langmuir 等温吸附定理等温吸附定理来描述： VL—Langmuir体积，m3/m3；PL—Langmuir压力，MPa；C(Pf)—边界平衡浓度，m3/m3；Pf—裂隙系统中气体的压力，MPa。

3.2 煤层气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律3.2.2、煤层气的扩散 扩散是煤层气气体分子从高浓度区向低浓度区的运动过程，该过程可以用Fick Fick 第一定律第一定律来描述： 3.2 煤层气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律3.2.3、煤层气向井筒的流动遵从达西定律达西定律：：但实际情况中，煤层中往往存在气水两种流体，因此，必须对二者分别加以研究3.2 煤层气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律线性瓦斯流动理论煤层瓦斯流动理论研究现状及进展3.2 煤层气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律达西定律扩散定律渗透于扩散定律非线性瓦斯流动理论幂定律地球物理场效应的瓦斯流动理论多煤层系统瓦斯越流理论气体通过页岩运移示意图3.3 页岩气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律从岩石颗粒解吸通过原生孔隙扩散向井眼的达西流页岩气在裂缝和基质中的流动机理是: 微小的基质孔隙中的气体向大孔隙和裂缝作扩散运动，遵循达西定律;而基质孔隙表面的吸附气不再是达西流，而是在一定压力下发生解吸并且由于裂缝空间是有限的,因此早期以游离气为主的天然气产量快速下降并达到稳定,稳定期的产量主要是基质孔隙里的游离气和解吸气。

3.3 页岩气渗流规律3、天然气、煤层气、页岩气的渗流规律目录1天然气、煤层气、页岩气概述2天然气、煤层气、页岩气的成藏机理3天然气、煤层气、页岩气的渗流规律4天然气、煤层气、页岩气的开发动态4.1 天然气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态时间产量早期评价建产阶段稳产阶段递减阶段后期低压小产阶段气藏开发阶段划分示意图特点：是随着生产井的不断投产，整个气藏的采气速度逐渐提高，最终达到开发设计规定要求注意问题：在对气藏地质、气水关系认识不清的情况下，要注意控制单井的产量，以免造成单井超过极限产量或气井过早见水4.1 天然气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态时间产量早期评价建产阶段稳产阶段递减阶段后期低压小产阶段n 4.1.1、产能建设阶段4.1 天然气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态时间产量早期评价建产阶段稳产阶段递减阶段后期低压小产阶段n 4.1.2、稳产阶段特点：采气规模大、采气速度高、采出程度高、持续时间长注意问题：受气藏高速开采的影响，同一气藏内气藏压力不平衡，可能会封堵渗流通道，影响气藏正常开采，降低采收率特点：定压生产、产量逐步递减、采气速度自然下降；注意问题：编制气藏调整方案，采取滚动扩边、动用潜在潜力措施，减缓产量递减，最大限度地提高气藏的工业采收率。

4.1 天然气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态n 4.1.3、递减阶段n 4.1.4、后期低压小产地层压力接近枯竭，需要依靠增压设备才能维持较低的产量时间产量早期评价建产阶段稳产阶段递减阶段后期低压小产阶段 主要产水，随着压力降低到临界解吸压力以下，气体开始解吸，并从井口产出 该阶段所需时间取决于井点所处的构造位置、储层特征、地层含水性、排水速度等因素，持续时间可能是几天或数月4.2 煤层气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态n 4.2.1、早期排水降压阶段排水降压阶段4.2 煤层气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态n 4.2.2、中期稳定生产阶段稳产阶段 随着排水持续，产气量逐渐上升并趋于稳定，出现高峰产气，产水量逐渐下降 该阶段持续的时间长短取决于煤层气资源丰度（主要由煤层厚度和含气量控制），以及储层渗透性4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态4.2 煤层气开发动态产量下降阶段n 4.2.3、后期产量下降阶段 当大量气体已采出，煤基质中解吸的气体开始逐渐减少，尽管排水作业仍在继续，产气量下降，产出少量或微量水。

该阶段延长的时间较长，可以在10年以上4.3 页岩气开发动态4、天然气、煤层气、页岩气的开发动态 由于页岩气层低孔、低渗特证，因此多数含气页岩都需要实施水力压裂 早期以游离气为主的天然气产量快速下降并达到稳定,稳定期的产量主要是基质孔隙里的游离气和解吸气汇报完毕敬请大家批评指正！。