[发明专利]煤层气开发中煤粉生成与运移模拟实验方法

摘要

本发明涉及煤层气开发中煤粉生成与运移模拟实验方法，包括选择实验仪器；采集煤岩样品，制备模拟实验所用人造煤砖；制备驱替溶液，用于模拟煤层气储层中运移的流体；制备支撑剂充填层，用于模拟煤储层的裂隙通道与压裂效果；设计实验方案，用于模拟煤层气开发中煤粉的生成与运移；收集模拟实验排出液中的煤粉，进行煤粉产出特征分析；定量分析不同实验条件下煤砖内渗透率变化。该模拟实验方法从煤储层地质因素和煤层气工程因素出发，对煤粉生成的层位来源、影响因素与产出特征等进行分析，实现煤储层地质特征与煤层气排采过程的物理模拟，得到煤粉生成与运移规律，为煤层气开发中煤粉产出的有效防治提供实验数据支撑。

主权项

1.煤层气开发中煤粉生成与运移模拟实验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择模拟实验所用的仪器设备根据模拟实验目的，所选用的仪器需能够实现煤粉的生成与运移过程，包括数据处理系统、样品制备系统、泵送驱替系统、物理模拟系统、煤粉收集系统、煤粉分析系统与电力动力系统；(2)制备模拟实验所用的人造煤砖为了分析煤岩特征对煤粉产出的影响，选用具有不同煤岩组分、煤体结构或变质程度物性差异的原煤岩样，将原煤岩样破碎、筛分与压制，制作为人造煤砖；为了分析煤层结构对煤粉产出的影响，同时选用煤岩与泥岩或碎屑岩，分别进行破碎、筛分与压制，制作为煤岩与夹矸或围岩分层叠置的人造煤砖；(3)制备模拟煤层气储层中运移的流体所用的驱替溶液为了分析地层流体的成分差异对煤粉产出的影响，制备相同浓度下的不同成分的驱替溶液；为了分析地层流体的浓度特征对煤粉产出的影响，制备相同成分下的不同浓度的驱替溶液；(4)制备支撑剂充填层，用于模拟煤储层的裂隙网络与压裂效果在两块人造煤砖间铺置水力压裂所用的石英砂颗粒，制备支撑剂充填层，以此形成有效裂隙系统与流体渗流通道；(5)设计模拟实验方案，用于模拟煤层气开发中煤粉的生成与运移针对不同的煤岩组分、煤体结构、煤层结构、溶液性质、驱替强度与围压波动煤粉产出影响因素分析，应用控制变量法，确定模拟实验的恒量与变量，设计相应的实验方案；(6)收集模拟实验排出液中的煤粉，进行煤粉产出特征分析收集不同煤岩组分、煤体结构、煤层结构、溶液性质、驱替强度与围压波动因素对煤粉产出影响的模拟实验中排出液所含煤粉，应用电子天平、激光粒度仪、偏光显微镜、扫描电镜、XRD分析产出煤粉的质量、粒度、组分与形态特征；(7)分析煤粉产出导致的储层伤害应用实验仪器的数据处理系统，得到煤砖及支撑剂充填层的渗透率变化规律，结合(6)中煤粉产出特征，定量分析不同实验条件下煤粉产出特征与储层伤害的关系。