马东民 蔺亚兵 张遂安

(1.西安科技大学地质与环境学院,陕西 710054;2.中国石油大学 (北京)气体能源开发与利用教育部工程研究中心煤层气研究中心,北京 102249)

大量研究成果表明,温度与吸附量呈负相关,与解吸量呈正相关。由此在业界提出了升温解吸的概念。在煤层气排采中,随着排采时间的延续和排采强度的加大,井底温度明显降低,同时储层还面临渗透率降低的问题,严重阻碍了煤层气解吸的持续进行。为了探讨升温解吸效果,本文以AST-2000型煤层气吸附/解吸大样量仿真实验装置为依托,设计了高中低三种煤级的变温吸附/解吸实验,结合现有的应力渗透率、气-水相对渗透率、多相介质力学实验以及煤基质自调节作用等的物理模拟与数值模拟研究成果,对升温解吸机理进行分析。

1 实验方法

吸附/解吸实验按照 G B/T19560-2004《煤的高压容量法等温吸附实验方法》、采用AST-2000型吸附/解吸仿真实验仪进行。当前煤层气试井结果表明,煤储层温度主要集中在19～28℃,因此实验设计温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃。

1.1 采样与实验样品制备

煤样分别采自煤层气勘探较为活跃地区的山西柳林寨崖底9#(JM)、晋城寺河3#(WY),按照全层样的采样原则实施。室内经过破碎、粉碎、筛分过程将原煤样制成符合G B/T19560-2004要求的60～80目的空气干燥基煤样。

1.2 平衡水实验

60～80目的空气干燥基煤样平衡水分处理参考ASTM(美国试验材料学会American Society for Testing Material)的标准执行。经过称样、浸水、抽滤、湿度平衡等步骤,最后计算平衡水分含量。

实验样品的平衡水分含量为1.32%(JM)和1.89%(WY)。……