煤层气煤岩驱替实验研究及应用.pdf

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1、分类号TE377学号151010014密级硕士学位论文题目煤层气煤岩驱替实验研究及应用作者姓名邓好导师姓名、职称陈军斌教授学科(专业)名油气田开发工程称提交论文日期2018年5月30日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了

2、谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：

3、__________²注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。中文摘要论文题目：煤层气煤岩驱替实验研究及应用专业：油气田开发工程硕士生：邓好(签名)导师：陈军斌(签名)摘要本文以彬长矿区4号煤层作为研究对象，主要通过室内模拟驱替煤层气实验和现场试验，获取最优注气方案，为形成一套高效经济的煤层气开发方案提供参考依据。通过CT扫描仪研究煤样注入CO2后的物性变形特征，发现随着注入压力的升高，灰度均值不断增大，而孔隙度则不断下降，在压力增大的过程中，煤样整体发生膨胀变形，这是由于CO2吸附于煤岩裂缝表面

4、会导致煤样发生膨胀变形，裂缝被挤压变窄导致孔隙度变小。通过气测渗透率实验研究煤样分别注入N2和CO2后的渗透率变化发现，注N2时渗透率显著升高，最高达到5.57mD，之后随注入压力升高而降低，但仍高于原始渗透率2.1mD，而注CO2时渗透率明显下降，从两种气体的驱替机理进行分析，注CO2发生竞争吸附导致煤岩发生膨胀变形，而N2通过降分压将吸附态CH4变为游离态进行驱替，增渗效果明显。创新性地运用核磁共振仪模拟N2、CO2和混合气体（N2:CO2=1:1）分别注入煤样后的驱替效率、驱替比的变化情况。发现在1.5MPa至

5、5.5MPa注入压力范围内，无论连续注气或者焖井注气方式的驱替效率均为CO2＞混合气＞N2，但在连续注气3.5MPa时N2的驱替效率最接近CO2的驱替效率，达到80.52%，与同条件下CO2的驱替效率仅相差5.01%。焖井注气N2驱替效率不如连续注气。从驱替比分析发现当3.5MPa时，驱替相同体积的CH4所需要的N2体积仅为CO2的34%。因此认为N2注气驱替煤层气是可行的，且最佳注气压力应为3.5MPa。运用技术成熟的填砂管装置模拟驱替煤层气实验验证了前者实验的可行性，两者所测得的驱替效率变化趋势一致。同时通过对比

6、不同气体驱替CH4后残留在填砂管中的吸附量发现N2驱替CH4后吸附量随着注入压力的增大而缓慢变化，CO2残留吸附量随着注入压力增大快速增大，后者吸附量为前者2.2倍。验证了N2更有利于煤层气的开发。根据室内实验所得数据，在现场DFS-135单井上进行注N2驱替煤层气实验，现场取得了较好的效果。关键词：4号煤层煤样物性变化特征驱替效率驱替比吸附量变化研究类型：综合研究（本文得到“注氮提高煤层气单井产能工艺技术研究”（2015SMHKJ-B-J-63）的资助）Ⅰ英文摘要Subject：TheResearchandAppl

7、icationonDisplacementCoalbedMethaneonCoalRockSpeciality：OilandGasFieldDevelopmentEngineeringName：DengHao(signature)Instructor：ChenJunbin(signature)ABSTRACTThispapertakestheNo.4coalseamofbinchangminingareaastheresearchobject.Mainlythroughthelaboratorysimulatione

8、xperimentondisplacementCBM(coalbedmethane)andfieldtesttogettheoptimalinjectionsolution.ItwouldbeprovidingareferencefortheCBMdevelopmentinthefurture.ViaCTscannertostudythephy