[发明专利]基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法

说明书

本发明提供一种基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法，该方法包括如下步骤：在等埋深变化时，将地温变化数值dT与压力变化数值dP比，定义为温压梯度比，并表示为利用镜质组最大反射率R_o,max和温压梯度比计算煤层气吸附极大值，所述煤层气吸附极大值包括临界埋深Hc、临界压力Pc以及临界吸附量Vc中的至少一种；其中，镜质组最大反射率R_o,max范围为0.65％～2.50％之间；温压梯度比范围为1.92～5.0之间：地温变化数值dT范围为2.5℃/hm～3.5℃/hm之间，压力变化数值dP范围为0.70MPa/hm～1.30MPa/hm。与相关技术相比，本发明提供的基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法使用简单方便且精确度高。

技术领域

本发明涉及煤层气吸附极值的计算方法领域，尤其涉及一种基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法。

背景技术

煤层吸附气含气总量的80％以上，主要成分为甲烷，煤岩储层的吸附量和吸附特征是煤层气地质评价的重要依据。在煤层气研究中主要采用兰格缪尔(Langmuir)等温吸附理论表征其吸附行为，煤层气等温吸附与解吸理论上是完全可逆的。目前主要根据“排水—降压—解吸—扩散—渗流”的机理对煤层气进行开发利用。因此，煤层气的吸附与解吸行为特征对其开发有重大影响。

煤储层的煤层气吸附极大值是客观存在，称之为“吸附极大值”。因为煤层含气量的大小与埋深、煤级、压力梯度、地温梯度有关，所以在何种情况下会出现吸附极大值也受埋深、煤级、压力梯度、地温梯度的影响。出现煤层气“吸附极大值”的煤储层埋藏深度定义为“临界深度Hc”。在临界深度以浅，含气量随埋深的增大而增高；在临界深度以深，即超过临界深度后，含气量随埋深增大反而降低。也就是说，出现极大吸附量。在临界深度以浅和以深的深度，现实存在着两点吸附气量相同，压力值却不同、埋深值也不同，即V以浅＝V以深。在临界深度以浅的吸附量记为“V以浅”，而在临界深度以深的吸附量记为“V以深”。煤层气的地面抽采是指在煤储层的地面往下钻一井直至预定深度后，通过“排水降压”方式的工程操作。这种压力单向变化的“排水降压”方式对于临界深度以浅和临界深度以深的两点会产生两种完全不同的结果。对于在临界深度以浅的点，排水降压的方式会产生吸附气量V降压小于原先排水降压前吸附气量，即V降压＜V以浅。而对于在临界深度以深的点，排水降压的方式却会产生吸附气量V降压大于原先排水降压前吸附气量，即V降压＞V以深。而这种吸附气量变化决定了下一步的排采工况。同样出现吸附极大值所对应的压力定义为临界压力Pc。出现吸附极大值所对应的吸附量定义为临界吸附量Vc。因此计算出吸附极大值所出现的临界埋深Hc、临界压力Pc、和临界吸附量Vc就非常重要。

而相关技术中，目前仅有临界埋深Hc的定性分析和半定量估算。同时半定量的计算还需要朗格缪尔体积(VL)、朗格缪尔压力(PL)、吸附温度、镜质组反射率、水分含量、灰分产率、镜质组含量、惰质组含量等参数，这也造成现有技术的不容易使用。而且没有计算临界压力Pc、和计算临界吸附量Vc的方法，更没有将温压梯度比与镜质组最大反射率联接在一起的方法。

因此，有必要提供一种新的基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法以解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种容易使用且精确度高的基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于煤级和温压梯度比计算煤层气吸附极大值的方法，该方法包括如下步骤：

在等埋深变化时，将地温变化数值dT与压力变化数值dP比，定义为温压梯度比，并表示为

利用镜质组最大反射率R_o,max和温压梯度比计算煤层气吸附极大值，所述煤层气吸附极大值包括临界埋深Hc、临界压力Pc以及临界吸附量Vc中的至少一种；

其中，镜质组最大反射率R_o,max范围为0.65％～2.50％之间；