[发明专利]一种基于解吸起点前置的煤层气损失量计算方法

说明书

一种基于解吸起点前置的煤层气损失量计算方法，包括如下步骤，S1：确定从井内提心开始解吸至装罐完成的时间与装罐后2小时内的观测累积解吸时间求和得到时间T；S2：T时间所对应的累计解吸量为Q；S3：将时间T与累积解吸量Q进行自然对数曲线拟合形成损失量计算模型；S4：根据实测煤层气放散初速度测定曲线，确定开始解吸时间T;S5：将t代入所述步骤S3所确定的损失量计算模型，得到的负数值为样品的损失量。该方法是对煤层气自然解吸理论的更进一步深化和应用，理论依据充分，计算出的煤层气损失量更加接近实际，有效提升了煤层气资源潜力评价结论的可靠性。

技术领域

本发明涉及煤层气资源勘查领域，具体属于一种煤层气含量测试中损失气量的准确计算方法。

背景技术

煤层气含量是由自然解吸量、损失量和残余量三者之和构成的，其中的自然解吸气量和残余气量测定计算方法较为直观、准确，而损失气量无法直接测定，目前采用损失气量与损失时间和解吸时间之和的平方根成正比的经验公式计算得出，这一计算损失量的经验公式简称为“直接法”，是将装罐后前10个点的解吸数据进行了直线化拟合得出的结果（如图2所示），计算时未考虑整个解吸过程是符合自然对数规律、煤心破碎程度、煤层气释放速率随着时间不断减小和煤对煤层气的放散初速度大小等客观影响因素，因为煤心越破碎、散放时间越早、初期散放速度越大、提心和采样装罐时间越长，损失量就越大。实际上煤层气的自然解吸量与解吸时间从始至终一直呈现自然对数的关系（如图1所示），从初次开始产生损失量起，到装罐后的这段时间内，产生的损失量与损失时间仍然成自然对数关系（如图3所示），而不是“直接法”处理后的直线关系（如图2所示），实践证明“直接法”估算出的损失量比实际损失量偏小数倍，严重失真。因为损失量自井内开始提煤心就发生了，直到煤心完成装罐才停止，这段时间内，损失量的产生规律依旧遵循自然解吸曲线特征的，且前十分钟内的解吸速率和解吸量是最大的，而“直接法”计算损失量时参考的是装罐后的解吸速率，忽略了装罐前的解吸速率最大这一特征（煤层气放散初速度越大，短时间内释放的煤层气量越大，损失量就越大），导致按照“直接法”计算出的损失量比实际损失量要小的多，从而造成了煤层气测定含量普遍小于实际含量，影响了整个煤层气资源潜力评价成果的可靠性，这也是我国煤层气行业面临的一个共性问题。普遍认为“直接法”测定的总含气量比开采期间的实际总含气量至少偏小10～50%，主要是估算损失量时没有充分考虑煤对煤层气（瓦斯）的放散速度随是着时间的推移而不断减小这一特性规律，导致估算的损失量远远小于实际损失量。从宁夏某矿区 6 #煤层实测自然解吸曲线函数与时间之和平方根直线函数的各自前10min 曲线斜率可知（如图4），以符合自然对数规律的自然解吸曲线为准（“前置法”），推算其在装罐前10min 内的损失量计算模型的曲线的斜率K=464. 16 （如图4），而以损失量与时间之和平方根成正比为准（“直接法”），推算其在装罐前10min 内的损失量计算模型的曲线的斜率K=286. 35（如图4），前者是后者的1. 62 倍，这就说明目前采用的“直接法”计算出的损失量远远小于自然解吸规律下的实际损失量，在后期的煤层气开采中也证实了“直接法”测试含气量比实际含气量偏小10～50%。这一问题其实很好理解，因为“直接法”是按解吸罐内的解吸速率进行推算，但根据煤层气自然解吸规律，煤心入罐内的解吸速率其实是远远小于装罐前的解吸速率。

发明内容

针对目前采用的“直接法”计算得出的损失量比实际发生的损失量偏小的疑难问题，我们通过大量的自然解吸数据推演，并结合煤层气解吸/吸附理论和实际开采参数，提出了一种遵循自然解吸规律的损失量计算方法，是一种基于解吸起点前置的煤层气损失量计算方法，简称“前置法”，该方法计算得出的煤层气损失量比“直接法”更加接近实际情况，其计算成果的准确性在实际开采时得到了有力的验证。

一种基于解吸起点前置的煤层气损失量计算方法，包括如下步骤，

S1：确定从提心过程中开始解吸至装罐完成的时间与装罐后的观测累积解吸时间求和得到时间T；

S2：T时间所对应的累计解吸量为Q；

S3：将时间T与累积解吸量Q进行曲线拟合形成损失量计算模型；