專利名稱：煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤層氣含量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法。
背景技術(shù)：
煤層氣含量是指在自然條件下，單位質(zhì)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(chǔ)層特征的關(guān)鍵參數(shù)之一，準(zhǔn)確獲取煤層氣含量對(duì)于煤層氣資源勘探開發(fā)和煤礦瓦斯災(zāi)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(rèn)為對(duì)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(tài)存在于煤的基質(zhì)微孔中，含少量游離氣和極少量的溶解氣。但對(duì)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(cè)試主要是針對(duì)吸附氣，參照GB/T 19559《煤層氣含量測(cè)定方法》進(jìn)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(cè)量(解吸氣)及殘余氣測(cè)量(殘余氣)，并應(yīng)用初始解吸點(diǎn)數(shù)據(jù)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(xiàn)行最新標(biāo)準(zhǔn)還是研究文獻(xiàn)中均未涉及到游離氣的具體測(cè)量和計(jì)算。游離氣占總氣量的比例與煤階有關(guān)，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(jì)算結(jié)果將導(dǎo)致實(shí)際煤層氣資源被低估，因此，急需建立游離氣含量的測(cè)算方法，對(duì)于合理評(píng)價(jià)煤層氣資源以及制定勘探開發(fā)決策有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，以填補(bǔ)游離氣測(cè)算的缺失，解決傳統(tǒng)含氣量測(cè)試中存在的忽視游離氣造成總氣含量結(jié)果偏低的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種煤層氣中游離氣含量的測(cè)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(tài)下含氣飽和度，來測(cè)算單位質(zhì)量煤巖中所含的游離氣體積。優(yōu)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；⑵測(cè)算煤樣體積V總；(3)測(cè)算初始水體積測(cè)出煤樣的初始孔隙度CK，據(jù)此計(jì)算初始水體積V7m ；(4)測(cè)算飽和水體積將煤樣抽真空并飽和水，測(cè)出飽和孔隙度Φ”并據(jù)此計(jì)算飽和水體積；(5)測(cè)算有效上覆壓力和體積系數(shù)測(cè)出該煤樣的孔隙體積壓縮系數(shù)Cp及視相對(duì)密度P，并根據(jù)煤樣所處儲(chǔ)層的深度、溫度、壓力條件及氣體壓縮因子，計(jì)算有效上覆壓力Δ ρ、體積系數(shù)B;(6)計(jì)算游離氣含量根據(jù)前述步驟中的參數(shù)結(jié)果，計(jì)算游離氣含量。本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，能較準(zhǔn)確地測(cè)算游離氣含量，使總的含氣量測(cè)試結(jié)果更接近與地下真實(shí)值，對(duì)于煤層氣勘探和開發(fā)有重要意義。


具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種煤層氣中游離氣含量的測(cè)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(tài)下含氣飽和度，來測(cè)算單位質(zhì)量煤巖中所含的游離氣體積。本發(fā)明的一實(shí)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(cè)算煤樣體積V總；測(cè)算初始水體積測(cè)出煤樣的初始孔隙度cK，據(jù)此計(jì)算初始水體積；測(cè)算飽和水體積將煤樣抽真空并飽和水，測(cè)出飽和孔隙度Φ工，并據(jù)此計(jì)算飽和水體積；測(cè)算有效上覆壓力和體積系數(shù)測(cè)出該煤樣的孔隙體積壓縮系數(shù)Cp及視相對(duì)密度P，并根據(jù)煤樣所處儲(chǔ)層的深度、溫度、壓力條件及氣體壓縮因子，計(jì)算有效上覆壓力Δ ρ、體積系數(shù)B ；計(jì)算游離氣含量根據(jù)前述步驟中的參數(shù)結(jié)果，計(jì)算游離氣含量。本發(fā)明能較準(zhǔn)確地測(cè)算游離氣含量，使總的含氣量測(cè)試結(jié)果更接近與地下真實(shí)值，對(duì)于煤層氣(特別是低煤階煤層氣)勘探和開發(fā)有重要意義。為了更準(zhǔn)確、透徹地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面配合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實(shí)施例中，該煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法主要包括一下五個(gè)步驟(1)樣品采集待煤芯提出井口，盡快打開巖芯管，剔除夾矸及雜物，取不少于IOcm的新鮮塊狀樣品，用濾紙擦干其表面可動(dòng)水。沿軸部快速鉆取未被鉆井液污染的直徑為2. 5cm或3. 8cm、長(zhǎng)5. Ocm的圓柱煤樣，并計(jì)算得到煤樣體積V^(2)初始水體積測(cè)量將制好的煤樣放入核磁共振檢測(cè)儀進(jìn)行第一次測(cè)試，測(cè)出初始孔隙度(K。此時(shí)計(jì)算初始水體積為煤樣體積乘以初始孔隙度，即= X Φ。。(3)飽和水體積測(cè)量將煤樣抽真空并飽和水，放入核磁共振檢測(cè)儀進(jìn)行第二次測(cè)試，測(cè)出飽和孔隙度φ10此時(shí)計(jì)算飽和水體積為煤樣體積乘以飽和孔隙度，即V71^2 = ν,6 χ Φ10
(4)有效上覆壓力和體積系數(shù)計(jì)算按照SY/T 5815《巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測(cè)定方法》測(cè)得該煤樣的孔隙體積壓縮系數(shù)(；，按照GB/T 6949《煤的視相對(duì)密度測(cè)定方法》測(cè)得該煤樣的視相對(duì)密度P，并根據(jù)煤樣所處儲(chǔ)層的深度、溫度、壓力條件及氣體壓縮因子，計(jì)算有效上覆壓力Δρ、體積系數(shù)B，即
權(quán)利要求
1.一種煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，其特征在于，該方法是通過核磁共振方法求取新鮮煤芯地面含水飽和度，并反算至地層狀態(tài)下含氣飽和度，來測(cè)算單位質(zhì)量煤巖中所含的游離氣體積。
2.如權(quán)利要求1所述的煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，其特征在于，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(cè)算煤樣體積V總；(3)測(cè)算初始水體積測(cè)出煤樣的初始孔隙度ΦC1，據(jù)此計(jì)算初始水體積V"；(4)測(cè)算飽和水體積將煤樣抽真空并飽和水，測(cè)出飽和孔隙度Ct1，并據(jù)此計(jì)算飽和水體積V71^2 ；(5)測(cè)算有效上覆壓力和體積系數(shù)測(cè)出該煤樣的孔隙體積壓縮系數(shù)Cp及視相對(duì)密度P，并根據(jù)煤樣所處儲(chǔ)層的深度、溫度、壓力條件及氣體壓縮因子，計(jì)算有效上覆壓力Δ ρ、體積系數(shù)B ；(6)計(jì)算游離氣含量根據(jù)前述步驟中的參數(shù)結(jié)果，計(jì)算游離氣含量。
3.如權(quán)利要求2所述的煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，其特征在于，步驟(1)中，所述新鮮塊狀樣品的長(zhǎng)度不小于10cm，先用濾紙擦干其表面可動(dòng)水，后沿其軸部快速鉆取所述圓柱煤樣。
4.如權(quán)利要求3所述的煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，其特征在于，步驟(1)中，所述圓柱煤樣的直徑為2. 5cm或3. 8cm、長(zhǎng)5. Ocm0
5.如權(quán)利要求2所述的煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，其特征在于，步驟(5)中，是利用下列公司計(jì)算得到有效上覆壓力Δ ρ、體積系數(shù)B
6.如權(quán)利要求2所述的煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，其特征在于，步驟(6)中，是利用下列公式計(jì)算得到游離氣含量
全文摘要
一種煤層氣中游離氣含量的測(cè)算方法，該方法是通過求取新鮮煤芯地面含水飽和度，并反算至地層狀態(tài)下含氣飽和度，來測(cè)算單位質(zhì)量煤巖中所含的游離氣體積。優(yōu)選包括采集樣品取未被鉆井液污染的圓柱煤樣；測(cè)算煤樣體積V總；測(cè)算初始水體積V水1；測(cè)算飽和水體積V水2；測(cè)算有效上覆壓力Δp、體積系數(shù)B；最后根據(jù)前述步驟中的參數(shù)結(jié)果，計(jì)算游離氣含量。本發(fā)明能較準(zhǔn)確地測(cè)算游離氣含量，使總的含氣量測(cè)試結(jié)果更接近與地下真實(shí)值，對(duì)于煤層氣勘探和開發(fā)有重要意義。
文檔編號(hào)G01N24/08GK102565112SQ20111041857
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者孫粉錦, 庚勐, 曾良君, 李貴中, 楊泳, 歐陽永林, 王勃, 鄧澤, 陳振宏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司