延川南煤层气临界解吸压力误差分析

2012-02-13程伟王平陈磊陈雨李珊

中国煤层气 2012年1期

程伟王平陈磊陈雨李珊

(中石化华东分公司石油勘探开发研究院,江苏 225007)

1 概况

煤层气临界解吸压力,指解吸与吸附达到平衡是对应的压力,煤层气临界解吸压力与煤储层含气量和吸附/解吸特性密切相关,对煤层气排水降压阶段具有重要的指导意义,是估算煤层气采收率的重要参数。煤储层的压力、温度,煤层的变质程度、无机组分和纤维组分以及煤层气中的多元气体组分对煤层气的临界解吸压力都有影响。一般我们采用等温吸附方法,利用实测含气量求算出临界解吸压力,指导生产实践。

2 存在问题

在延川南区块的煤层气排采过程中发现,煤层气临界解吸压力和实际产气压力存在一定的误差,使得这一理论数据在实际生产过程中难以应用。表1和图1是该区块部分参数井资料数据。根据临界解吸压力的计算和实验过程,在煤层气临界解吸压力与实际产气压力误差的影响因素分析时,以主要实验数据——煤储层压力和含气量——为重点研究对象进行探讨。

表1 延川南部分煤层气临界解吸压力值表

图1 延川南部分煤层气临界解吸压力值

3 理论分析

3.1 储层压力对临界解吸压力误差的影响

储层压力是指作用于煤孔隙-裂隙空间上的流体压力 (包括水压和气压),又称孔隙流体压力。其与煤层气含气性密切相关,对煤层吸附性的影响直接关系到煤层气采气过程中排水降压的难易程度,对临界解吸压力产生很大的影响。分析延川南区块煤储层压力、临界解吸压力平均值、临储压力比、实际产气压力之间的变化趋势和相互关系,如图2所示。从图2可以看出,无论是实际临界解吸压力,还是实际产气压力,其变化趋势均与储层压力呈显著的正相关关系,特别是在储层压力低于8MPa时,实际产气压力与储层压力的差值基本维持在1MPa之内。根据临界解吸压力平均值接近程度曲线可以看出,临界解吸压力与实际产气压力的接近度随着储层压力的增高而增加,特别是在3、4号样品,储层压力为9.97MPa时,接近程度将近80%,在7号样品储层压力高峰处,接近程度也较高,并且曲线的变化趋势和储层压力趋于一致。因此,储层压力无论是对临界解吸压力实验值的求取还是对实际产气压力的影响都是明显的。并且,通过数据对比分析可以得出：储层压力越小,实际产气压力越与储层压力接近,临界解吸压力实验值与实际产气压力值差距越大;储层压力越大,临界解吸压力实验值与实际产气压力的接近程度越高。

图2 储层压力对临界解吸压力的影响

3.2 含气量对临界解吸压力误差的影响

煤层气含气量是煤层气开采价值评价中的决定性因素,具有优先否定权。主要评价因素包括实测含气量、理论含气量以及实测含气饱和度。分别对煤层气含气量和含气饱和度与临界解吸压力之间的关系进行分析,如图3、图4所示。理论含气量是根据等温吸附实验结果,结合储层压力所计算的代表煤储层含气能力的数值,其曲线在图中与其它曲线的变化趋势明显不一致,没有明显规律,说明其与煤层气临界解吸压力之间的关系密切性较差,不适合作为考虑对象。而实测含气量的变化趋势和临界解吸压力以及实际产气压力的变化趋势较为一致。实测含气饱和度的变化趋势不仅与临界解吸压力和实际产气压力变化趋势一致,整体上实测含气饱和度越高,实际产气压力越高。而实测饱和度曲线与临界解吸压力和实际解吸压力接近程度曲线变化趋势一致性较高,随着实测饱和度的增大,接近程度也增高,且不存在滞后或是超前现象。在部分区间,两条曲线近于平行。综上所述：临界解吸压力实验值和实际产气压力与实测含气量变化趋势一致,特别是实测含气饱和度和临界解吸压力实验值与实际产气压力接近程度密切相关,实测含气饱和度越高,相关性越好。

图3 含气量与临界解吸压力分析

图4 含气饱和度与临界解吸压力分析

3.3 误差规律分析

通过临界解吸压力统计数据可以看出临界解吸压力普遍小于实际产气压力,差值在1.483MPa与3.106MPa之间分布,平均差值为2.356MPa。整体而言,临界解吸压力的平均值与实际产气压力变化趋势相同。将临界解吸压力的平均值均减去差值的均值2.356MPa,得出一组拟合后的平均值。对比拟合后的临界解吸压力平均值和实际产气压力,接近程度全部在80.8%～118.2%之间,其中位于90%～110%之间的数据有50%。已经初步具备了对生产作业的指导意义。趋势图如图5。