[发明专利]一种深部煤层原位含气量测定方法

说明书

一种深部煤层原位含气量测定方法，采用含气量测试装置测试储层煤层气压力，结合钻孔采取煤样测试朗格缪尔体积、朗格缪尔压力、灰分产率、水分含量、容重和孔隙度，直接测定深部煤层原位含气量，解决了现有煤层含气量测定方法存在煤心提取过程中和地面暴露过程中煤层气发生解吸、逸散无法测试，损失气量只能通过推算获得，以及由于煤心自然解吸环境与深部的温度、压力等原位地质条件存在较大差异，自然解吸过程存在气锁等因素影响，导致自然解吸气量低于实际含气量等问题，具有适用范围广、精确度高的特点；同时采用井下测试阀采集原位煤层产出的流体样品，解决现有煤层含气量测定方法地面采取气样代表性差及无法采集原位煤层产出液体样品的难题。

技术领域

本发明涉及非常规天然气勘探和开发领域，具体涉及一种深部煤层原位含气量测定方法。

背景技术

深部煤层气开发具有广泛的发展前景，我国1000-3000m埋深的煤层气资源量是1000m以浅煤层气资源量(14.27×10¹²m³)的2.87倍。深部煤储层物性与储层特征与浅部存在较大差异。煤层含气量是表征煤储层特征的关键参数之一，也是煤层气资源量估算和煤层气开发设计的重要依据。因此，准确测定深部煤层含气量至关重要。

目前，煤层含气量的测定方法主要依据国标GB/T19559-2008《煤层气含气量测定方法》，含气量由损失气量、自然解吸气量和残余气量三部分构成。然而使用该方法测定深部煤层含气量仍存在以下问题：第一，损失气量计算不准确。损失气是指在煤心提取和地面暴露过程中煤样发生解吸、逸散的那一部分气体，目前该部分气量无法直接测定，大多采用UBSM法进行拟合计算。许多研究针对损失气量的计算方法也进行了研究和改进。然而对于深部煤储层，提取煤心时间较浅部长，煤层气解吸和逸散量大，现有的计算方法无法准确计算深部煤层含气量。第二，自然解吸气量测值偏低。深部煤层地质条件与浅部不同，具有较高的储层应力和有效应力，而自然解吸是在无围压、出口压力为大气压条件下进行的，与原位地质条件存在较大差异，因气锁造成自然解吸气量测值偏低。综上所述，当前缺少能够准确测量深部煤层含气量的方法或装置。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，提出一种适用范围更广、精确度更高的深部煤层原位含气量测定方法。

一种深部煤层原位含气量测定方法，方法中，按自主设计的煤层原位含气量测定管柱图，依次连接的钻铤、重型筛管、裸眼封隔器、安全密封、安全接头、测试压力温度计、震击器、变扣、循环阀、测试阀、监测压力计、泵开式循环阀、电磁开关井阀组成的测试工具，然后通过测试管道将上述测试工具置入待测试煤层段，并在钻井口安装高压开关阀、监测压力表及泡泡头；

测试时，裸眼封隔器将其它层段与测试层段隔开，由电磁开关井阀控制，采用二开二关井的工作制度进行煤层产出煤层气压力恢复曲线测试；一开井，释放裸眼封隔器坐封过程中引起局部超压；一关井获取初流动阶段煤层产出煤层气压力恢复曲线；二开井，井口监测初流动阶段煤层产出煤层气气体压力、流量。二关井获取终流动阶段煤层产出煤层气压力恢复曲线；测试过程中压力恢复曲线由测试压力温度计记录并由两次压力恢复曲线计算获得储层煤层气压力p；通过测试工具采取煤样进行朗格缪尔体积V_L、朗格缪尔压力P_L、水分含量M_ad、灰分产率A_ad、容重γ、孔隙度的参数测试，应用以下公式求得煤层气含量；

式中，C为煤层气含量，m³/t；V_L朗格缪尔体积；P_L朗格缪尔压力；p为储层煤层气压力，MPa；A_ad为空气干燥基灰分产率，％；M_ad为空气干燥基水分含量，％；为煤的孔隙度，m³/m³；γ为煤的容重，t/m³。

进一步地，所述裸眼封隔器为压缩式裸眼封隔器，将待测试煤层与裸眼封隔器上部环空隔开。