[發明專利]煤層氣中游離氣含量的測算方法

有效

• 申請號: 201110418575.1
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102565112A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 孫粉錦;李貴中;歐陽永林;鄧澤;陳振宏;王勃;庚勐;楊泳;曾良君
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

技術領域

本發明屬于煤層氣含量測試技術領域，尤其涉及一種煤層氣中游離氣含量的測算方法。

背景技術

煤層氣含量是指在自然條件下，單位質量或單位體積煤體中所含有的氣體量，其主要成分是CH4(甲烷)。煤層氣含量是表征煤層氣儲層特征的關鍵參數之一，準確獲取煤層氣含量對于煤層氣資源勘探開發和煤礦瓦斯災害防治具有重要意義。

煤層氣含量包括吸附氣、游離氣和溶解氣，且以吸附氣為主，游離氣次之，溶解氣含量極低。一般認為對于中、高煤階吸附氣占總含氣量的90％～95％以上，主要以吸附狀態存在于煤的基質微孔中，含少量游離氣和極少量的溶解氣。但對于以大、中孔主要的低煤階而言，游離氣含量比例較高，可占總氣量的5％～50％。

目前煤層氣含量測試主要是針對吸附氣，參照GB/T?19559《煤層氣含量測定方法》進行，將繩索取心的煤樣密封至解吸罐，通過一定頻率的解吸測量(解吸氣)及殘余氣測量(殘余氣)，并應用初始解吸點數據擬合得到損失氣，三者(損失氣、解吸氣、殘余氣)相加得到總吸附氣量。

不論是現行最新標準還是研究文獻中均未涉及到游離氣的具體測量和計算。游離氣占總氣量的比例與煤階有關，特別是低煤階，游離氣含量不可忽視，不考慮游離氣的含氣量計算結果將導致實際煤層氣資源被低估，因此，急需建立游離氣含量的測算方法，對于合理評價煤層氣資源以及制定勘探開發決策有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種煤層氣中游離氣含量的測算方法，以填補游離氣測算的缺失，解決傳統含氣量測試中存在的忽視游離氣造成總氣含量結果偏低的問題。

本發明的技術解決方案是：一種煤層氣中游離氣含量的測算方法，該方法是通過通過核磁共振方法快速求取新鮮煤芯地面含水飽和度，并反算至地層狀態下含氣飽和度，來測算單位質量煤巖中所含的游離氣體積。

優選地，該方法包括以下步驟：

(1)采集樣品：待煤芯提出井口，打開巖芯管，取新鮮塊狀樣品，并在所述新鮮塊狀樣品上鉆取未被鉆井液污染的圓柱煤樣；

(2)測算煤樣體積V_總；

(3)測算初始水體積：測出煤樣的初始孔隙度φ₀，據此計算初始水體積V_水1；

(4)測算飽和水體積：將煤樣抽真空并飽和水，測出飽和孔隙度φ₁，并據此計算飽和水體積V_水2；

(5)測算有效上覆壓力和體積系數：測出該煤樣的孔隙體積壓縮系數C_p及視相對密度ρ，并根據煤樣所處儲層的深度、溫度、壓力條件及氣體壓縮因子，計算有效上覆壓力Δp、體積系數B；

(6)計算游離氣含量：根據前述步驟中的參數結果，計算游離氣含量。

本發明的特點和優點是：本發明的煤層氣中游離氣含量的測算方法，能較準確地測算游離氣含量，使總的含氣量測試結果更接近與地下真實值，對于煤層氣勘探和開發有重要意義。

附圖說明

具體實施方式

本發明公開了一種煤層氣中游離氣含量的測算方法，即通過通過核磁共振方法快速求取新鮮煤芯地面含水飽和度，并反算至地層狀態下含氣飽和度，來測算單位質量煤巖中所含的游離氣體積。

本發明的一實施例中，該方法主要包括以下步驟：

采集樣品：待煤芯提出井口，打開巖芯管，取新鮮塊狀樣品，并取未被鉆井液污染的圓柱煤樣；

測算煤樣體積V_總；

測算初始水體積：測出煤樣的初始孔隙度φ₀，據此計算初始水體積；

測算飽和水體積：將煤樣抽真空并飽和水，測出飽和孔隙度φ₁，并據此計算飽和水體積；

測算有效上覆壓力和體積系數：測出該煤樣的孔隙體積壓縮系數C_p及視相對密度ρ，并根據煤樣所處儲層的深度、溫度、壓力條件及氣體壓縮因子，計算有效上覆壓力Δp、體積系數B；

計算游離氣含量：根據前述步驟中的參數結果，計算游離氣含量。

本發明能較準確地測算游離氣含量，使總的含氣量測試結果更接近與地下真實值，對于煤層氣(特別是低煤階煤層氣)勘探和開發有重要意義。

為了更準確、透徹地理解本發明的技術方案，下面配合具體實施例對本發明進一步的詳細說明。

本實施例中，該煤層氣中游離氣含量的測算方法主要包括一下五個步驟：

(1)樣品采集