彭春洋 陈 健 原晓珠 湛祥惠

(长江大学石油工程学院,湖北 434023)

目前,中国多数煤层气单井产量不高,衰减快,除了渗透率低这个客观因素外,一个很重要的原因就是对煤储层渗透率变化特征认识不全面,国内有关此类报道较少,因此加强煤层气储层的渗透性及其开发过程中动态变化特征的研究势在必行。笔者在总结前人研究的基础上,系统全面分析了煤层气储层的渗透性的相关影响因素及其变化规律。

1 裂隙系统发育

对于煤层气而言,煤是一种双重孔隙的储层。B.E.Law认为煤中割理系统由天然裂隙构成,形成了由近于正交的面割理和端割理组成的裂隙系统,它既含有煤基质微孔隙系统,又含有裂隙网络系统。微孔隙系统是煤层气的储集空间,裂隙网络系统则被水饱和。当储层压力降低时,煤储层中的气体从煤基质微孔隙表面解吸、扩散出来,并以渗透流动的方式通过裂隙网络系统流入井眼,从而形成具有工业开采潜势的煤层气气流。可见,煤层气的主要运移通道是煤层裂隙网络系统,煤层的渗透性主要取决于裂隙系统的发育程度。

前人的研究结果表明,煤层渗透率主要与裂隙的延伸方向、裂隙的宽度、密度、裂隙的连通性有关。Levine J R在实验研究中发现煤层的水平渗透率与割理壁距三次方和割理间距的倒数成正比。

式中 K——有效渗透率,×10-3μm2;

W ——割理壁距,μm;

S——割理间距,mm;

C——割理粗糙系数。

傅雪海等在对沁水盆地各煤样的研究中发现煤样渗透率随裂隙面密度的增加呈指数形式增大。……