煤層氣試井分析方法研究

摘 要：近幾年，人們越來越重視煤層氣的開采，因為煤層氣試井能夠為了解煤儲層提供重要參考數(shù)據(jù)。煤層氣試井是一個全新的概念，它與常規(guī)的油氣田試井有著很大的區(qū)別，文章著重闡述了關(guān)于煤層氣試井技術(shù)上的一些特點和觀念，并引進了部分國外對煤層氣試井的看法，因此研究煤層氣井試井技術(shù)有著重要的意義，具體表現(xiàn)在可以通過了解到煤層儲層特征和煤層的動態(tài)變化來制定措施，然后通過比較這些措施擇優(yōu)，同時我們應(yīng)該清楚的認(rèn)識到，煤層試井技術(shù)本身存在著一些缺陷。

關(guān)鍵詞：煤層氣；試井；分析方法；研究

中圖分類號：TE353 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0169-01

進入新世紀(jì)以后，全球經(jīng)濟迅猛發(fā)展，這就需要更多的能源，導(dǎo)致常規(guī)能源的需求越來越大，但是新型的能源少之又少，故全球越來越重視非常規(guī)能源的開發(fā)，而作為高效清潔能源的煤層氣，它具有開發(fā)和應(yīng)用上的優(yōu)勢，因此深入研究分析煤層氣試井具有重要的現(xiàn)實意義的。

另外煤層氣除了是一種新型能源之外，它還可以是了解煤儲層情況的一種重要方法，它也是合理開采煤碳資源的前提，因此，我國甚至全球未來能源的發(fā)展趨勢將會是對于煤層氣的勘探開發(fā)。如果我國能夠合理的開發(fā)出煤層氣，那么煤礦的生產(chǎn)時其安全性問題可以得到保障，大氣的環(huán)境也會越來越好，全球的能源會得到大量的補充，可以緩解一下能源危機。我國在20世紀(jì)80年代末都采用的是煤層氣的井下抽采，但是之后發(fā)現(xiàn)在地面甲烷的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于井下，甲烷的回收率也要大于井下的回收率，因此在80年代末，煤層氣的地面開發(fā)的速度開始迅速增加。目前我國煤層氣商業(yè)性進入了啟動階段，生產(chǎn)能力已初步形成。

1 異煤層氣試井問題

煤層氣試井與常規(guī)油氣田試井是有很大的差別的，現(xiàn)有階段煤層氣試井獲得的煤層參數(shù)才是有效。雖然我國已經(jīng)熟練的掌握了常規(guī)油氣田試井方面的技術(shù)，但在煤層氣試井方面也才剛剛?cè)腴T，一般通過試井去分析出煤儲層的特性，從而了解煤儲層，之后對煤層氣的開采才會是準(zhǔn)確的。煤層氣層的構(gòu)造以及滲流機理都比較特殊，煤巖層的結(jié)構(gòu)是具裂縫孔隙和基質(zhì)孔隙組成的天然雙重空隙。割理系統(tǒng)一般是指裂縫網(wǎng)格，割理系統(tǒng)通常又分為面割理和端割理，煤基質(zhì)就利用這種割理系統(tǒng)進行切割。

煤儲層與常規(guī)油氣儲層的區(qū)別在于：

①煤層孔隙系統(tǒng)和雙重孔隙系統(tǒng)都是由基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙構(gòu)成，但是煤巖有一個缺陷——其膠結(jié)性非常差，割理跟裂隙迅速變大，慢慢的形成了一個復(fù)雜的割理裂隙系統(tǒng)，這個系統(tǒng)降低了煤儲層的強度，使其容易破碎跟坍塌。

②煤儲層中的壓力情況通常分為欠壓、常壓、超壓，在我國煤儲層中壓力情況通常處于欠壓的狀態(tài)。

③非均質(zhì)性、應(yīng)力敏感性強，同一塊地層有著特征不一樣的儲層跟地質(zhì)，如果在煤儲層中裂縫系統(tǒng)和割理都發(fā)育得很好的情況下，一旦應(yīng)力發(fā)生輕微的變化，該煤儲層的滲透率就會發(fā)生巨大的變化。

上文分析出了煤儲層的一些不同于常規(guī)油氣儲層的特征，我們可以從這些特征中發(fā)現(xiàn)要想開發(fā)煤層氣，所需要的技術(shù)開發(fā)出來還存在著很多難點，開發(fā)煤層氣所采取的方法跟技術(shù)措施都是由這些特征所決定的，另外煤巖取芯難度大、傷害程度評價困難都是因為煤巖的機械強度低、易破碎的特征。

2 煤層氣試井的分析方法研究

煤層甲烷氣試井有著很多的方法可以運用，其中水罐測試和注入壓降測試方法是所有方法中最普遍的兩種方法。

水罐測試有著它自己的優(yōu)缺點，優(yōu)點是如果壓力比較小的情況，并且地層的滲透性確保是好的前提下，這時水罐測試的成本會相對其他方法要小很多，測試成功的概率也會提高，準(zhǔn)確率上升，同時地層壓裂的情況將不會再出現(xiàn)。同時它也有著自己得到缺陷——在壓力較大時，由于它的測試時間較長，導(dǎo)致測試的成本就會上升，在這種情況下，該方法是不太適合的。

正因為水罐測試有著自己的局限性，因此在開采煤層氣的過程中注入壓降測試方法是最普遍采用的試井方法。該方法的具體做法是：先在地層中加入一定量的水，大約一段時間后，將試井關(guān)閉進行壓力恢復(fù)測試，由于地層的壓力比注入水之前的壓力變大了，確保了在測試過程中的單向流通性，所得結(jié)果經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的試井分析方法分析后證明，該方法所得結(jié)果是非常可靠的，而且這種方法最大的優(yōu)點就是操作簡單。

煤層中孔隙壓力時刻影響著有效應(yīng)力，如果有效應(yīng)力變大，煤層中的割理滲透率就會變小，因此，煤層中的孔隙壓力也時刻影響著割理滲透率。張公社等人首次認(rèn)識到了這個重要關(guān)系，而他們所用的新試井解釋方法是由Puri和Seidle試驗相關(guān)式導(dǎo)出，該方法可以確定滲透率以及煤層的原始壓力。

從圖1可以看出，在時間為10左右時，（b）中兩條曲線都有一段直線段的斜率為0.5，這表明在煤層中存在著線性流和垂直裂縫，根據(jù)這個結(jié)果可以大膽預(yù)測出煤層氣壓裂后的產(chǎn)量以及壓裂時的有效時間。開發(fā)煤層氣分為很多階段，每個階段煤層中會有不同的流體分布，因此需要根據(jù)每個階段不同的流體分布制定不同的試井模型，才能對測試資料進行有效的分析。

3 結(jié) 論

在煤層氣開發(fā)中試井分析起著重要的作用，目前雖然煤層氣試井正在蓬勃發(fā)展著，通過分析本身還是存在著一些需要解決的問題，主要有以下幾方面的表現(xiàn)：

目前我國大部分的試井方法都是從國外的技術(shù)學(xué)習(xí)借鑒過來的，但是國外的煤層構(gòu)造與我國的都不一樣，復(fù)雜程度也不一樣，因此我們應(yīng)該加強研究出屬于我們自己國家的試井方法；煤層氣滲流機理是研究煤層氣試井的基礎(chǔ)，同時還應(yīng)該加強數(shù)學(xué)模型的建立，因為數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到現(xiàn)實情況的真實性，尤其是要加強研究煤層氣試井的數(shù)學(xué)模型；在我們運用試井方法去測試時，首先應(yīng)該弄清楚該方法適用的范圍以及它們各自的優(yōu)缺點，取長補短，在不同的階段采用最合適的試井方法進行測試。

參考文獻：

[1] 王華.煤層氣試井分析方法研究[D].西安：西安石油大學(xué)，2012.

[2] 張翼，吳小慶，何吉祥，等.我國煤層氣試井研究進展[J].煤， 2010，（12）.

[3] 趙培華，劉日武.煤層氣井試井研究的意義[J].油氣井測試， 2010，（6）.