煤層氣產(chǎn)出過(guò)程滲透率變化與排采控制

第一章 緒論 1
第一節(jié) 研究意義 2
第二節(jié) 研究現(xiàn)狀 4
一、煤儲(chǔ)層富集高滲的研究現(xiàn)狀 5
二、煤儲(chǔ)層幾何模型研究現(xiàn)狀 7
三、煤層氣產(chǎn)氣潛力評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀 10
四、煤層氣井排采過(guò)程物性參數(shù)變化研究現(xiàn)狀 11
五、煤層氣垂直井排采控制研究現(xiàn)狀 13
第三節(jié) 研究方案 15
一、主要研究?jī)?nèi)容 16
二、研究方法與技術(shù)路線 16
三、預(yù)期目標(biāo) 17
第二章　沁東南地區(qū)煤層氣富集特征及其控制作用 19
第一節(jié) 沁東南地區(qū)地層與含煤地層 19
一、沁東南地區(qū)主要地層 19
二、沁東南地區(qū)含煤地層與煤層 22
第二節(jié) 沁東南地區(qū)3# 煤層含氣性特征 24
一、沁東南地區(qū)3# 煤層埋深變化特征 24
二、沁東南地區(qū)3# 煤層變質(zhì)程度分布特征 25
三、沁東南地區(qū)3# 煤層厚度分布特征 25
四、沁東南地區(qū)3# 煤層含氣量分布特征 25
五、沁東南地區(qū)3# 煤層資源豐度分布特征 27
第三節(jié) 沁東南地區(qū)3# 煤層煤層氣富集的控制作用及富集模式 27
一、埋藏史、熱史及構(gòu)造演化史對(duì)含氣總格局的控制作用 28
二、水動(dòng)力環(huán)境對(duì)煤層氣富集的再分配作用 33
三、沁東南地區(qū)煤層氣富集模式 36
第三章　沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層滲透率特征及其控制作用39
第一節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征 39
一、煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究的主要方法 39
二、沁東南地區(qū)孔隙結(jié)構(gòu)特征 44
三、沁東南地區(qū)孔徑分布的分形特征 50
第二節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層裂隙結(jié)構(gòu)特征 52
一、煤儲(chǔ)層裂隙結(jié)構(gòu)研究的常用方法 52
二、沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層裂隙結(jié)構(gòu)特征 53
第三節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層滲透性特征 59
一、沁東南地區(qū)煤體結(jié)構(gòu)分布特征 59
二、沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層滲透率特征 68
第四節(jié) 沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層滲透率的主控因素 70
一、埋藏史、構(gòu)造史對(duì)煤儲(chǔ)層滲透率的影響 70
二、應(yīng)力-應(yīng)變-滲透率與煤體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 73
三、沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層滲透率的主控因素 78
第四章　沁東南地區(qū)煤儲(chǔ)層排采潛力類(lèi)型及排采階段劃分 79
第一節(jié) 煤儲(chǔ)層排采潛力等級(jí)劃分思路及指標(biāo)確定 79
一、煤儲(chǔ)層排采潛力類(lèi)型劃分的基本思路 79
二、煤儲(chǔ)層排采潛力類(lèi)型劃分關(guān)鍵指標(biāo)的確定 80
第二節(jié) 研究區(qū)煤儲(chǔ)層排采潛力類(lèi)型劃分 81
一、研究區(qū)煤層氣富集等級(jí)劃分 82
二、研究區(qū)煤儲(chǔ)層能量等級(jí)劃分 83
三、研究區(qū)煤儲(chǔ)層導(dǎo)流能力強(qiáng)弱等級(jí)劃分 86
四、研究區(qū)煤儲(chǔ)層排采潛力類(lèi)型劃分 87
五、研究區(qū)煤儲(chǔ)層改造工藝選型 88
第三節(jié) 煤層氣的產(chǎn)出過(guò)程 89
第四節(jié) 煤層氣井排采階段劃分 91
一、基于流態(tài)的煤層氣直井排采階段劃分 92
二、基于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)特點(diǎn)的煤層氣直井排采階段劃分 93
第五節(jié) 煤層氣井排采過(guò)程中壓力傳播變化規(guī)律 94
一、煤層氣井排采時(shí)邊界確定原則 95
二、水力壓裂時(shí)的裂縫形態(tài) 96
三、排采過(guò)程中壓力傳遞變化規(guī)律 99
第五章　煤層氣直井產(chǎn)出過(guò)程有效應(yīng)力變化規(guī)律 108
第一節(jié) 原始狀態(tài)下煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力變化的數(shù)理模型 108
一、煤儲(chǔ)層幾何概念模型 109
二、煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力系數(shù)的表征 109
三、原始狀態(tài)下煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力變化的數(shù)理模型 111
第二節(jié) 排采過(guò)程中煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力變化的數(shù)理模型 113
一、單相水流階段煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力變化的數(shù)理模型 114
二、氣/水兩相流階段煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力變化的數(shù)理模型 118
第三節(jié) 沁東南地區(qū)煤層氣直井產(chǎn)出過(guò)程儲(chǔ)層有效應(yīng)力變化規(guī)律 122
一、煤儲(chǔ)層所受有效應(yīng)力數(shù)理模型驗(yàn)算 122
二、不同煤儲(chǔ)層參數(shù)下有效應(yīng)力變化規(guī)律 124
三、產(chǎn)出過(guò)程儲(chǔ)層所受有效應(yīng)力的變化規(guī)律 129
第六章　沁東南地區(qū)煤層氣直井排采過(guò)程煤儲(chǔ)層基質(zhì)應(yīng)變特征 135
第一節(jié) 排采過(guò)程煤基質(zhì)應(yīng)變變化數(shù)理模型構(gòu)建的基本思路 135
第二節(jié) 排采過(guò)程中煤體力學(xué)主要參數(shù)變化規(guī)律 136
一、排采過(guò)程中煤體、基質(zhì)彈性模量變化的數(shù)理模型 136
二、煤儲(chǔ)層力學(xué)性質(zhì)變化驗(yàn)算 137
三、原始狀態(tài)下煤體力學(xué)主要參數(shù)變化規(guī)律 138
四、排采過(guò)程中煤體力學(xué)主要參數(shù)的變化規(guī)律 145
第三節(jié) 排采過(guò)程中煤體基質(zhì)變形數(shù)理模型 148
一、單相水流階段煤基質(zhì)變形的數(shù)理模型 148
二、氣/水兩相流階段基質(zhì)變形數(shù)理模型 151
第四節(jié) 沁東南地區(qū)煤層氣井產(chǎn)出過(guò)程煤儲(chǔ)層應(yīng)變特征 156
一、煤體基質(zhì)變形數(shù)理模型驗(yàn)算 156
二、不同煤儲(chǔ)層參數(shù)下解吸變形變化規(guī)律 157
三、沁東南地區(qū)煤層氣井產(chǎn)出過(guò)程儲(chǔ)層變形特征 161
第七章　沁東南地區(qū)煤層氣直井產(chǎn)出過(guò)程儲(chǔ)層滲透率變化規(guī)律 168
第一節(jié) 排采過(guò)程中煤儲(chǔ)層滲透率變化數(shù)理模型 168
一、單相水流階段煤儲(chǔ)層滲透率變化數(shù)理模型 169
二、氣/水兩相流階段煤儲(chǔ)層滲透率變化數(shù)理模型 170
第二節(jié) 沁東南地區(qū)煤層氣井產(chǎn)出過(guò)程儲(chǔ)層滲透率變化規(guī)律 171
一、煤儲(chǔ)層滲透率變化數(shù)理模型驗(yàn)算 171
二、原始狀態(tài)下不同儲(chǔ)層參數(shù)下滲透率變化規(guī)律 173
三、排采過(guò)程中煤儲(chǔ)層滲透率的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律 182
四、不同儲(chǔ)層條件下滲透率變化規(guī)律的差異 185
第八章　沁東南地區(qū)煤層氣直井的排采控制 195
第一節(jié) 煤層氣直井的排采特點(diǎn) 195
第二節(jié) 煤層氣直井的排采系統(tǒng)及施工 196
第三節(jié) 煤層氣直井排采對(duì)產(chǎn)能的影響及控制參數(shù) 200
一、排采工作制度制定的基本原則 200
二、排采效果的主要影響因素 201
三、排采時(shí)需要控制的參數(shù) 202
第四節(jié) 不同排采儲(chǔ)層類(lèi)型煤層氣直井排采工作制度制定 203
一、中-高滲中硬煤層狀儲(chǔ)層排采工作制度制定 203
二、低滲軟煤層狀儲(chǔ)層排采動(dòng)態(tài)變化特征 217
三、中-高滲中硬塊狀儲(chǔ)層排采動(dòng)態(tài)變化特征 223
四、低滲軟煤塊狀儲(chǔ)層排采動(dòng)態(tài)變化特征 227
第五節(jié) 不同排采儲(chǔ)層類(lèi)型煤層氣直井典型排采曲線 228
一、中-高滲中硬煤層狀儲(chǔ)層典型排采曲線分析 228
二、低滲軟煤層狀儲(chǔ)層典型排采曲線分析 232
三、中-高滲中硬煤塊狀儲(chǔ)層典型排采曲線分析 236
四、低滲軟煤塊狀儲(chǔ)層典型排采曲線分析 241
參考文獻(xiàn) 247