1、煤 层 气 数 值 模 拟之 我 见,By JoyLinAirClassRoom,CBM Simulation In My Eyes,目 录,1、煤层物理特性表征与煤层气流动机理2、煤层气的吸附模拟3、煤层气的扩散模拟4、煤层渗透率的压力敏感5、初始化方法与细节6、关于历史拟合,1、煤层物理特性表征与煤层气流动机理,CBM Simulation In My Eyes,双孔模型：煤基质与裂缝,我们需要的是裂缝孔隙度，裂缝孔隙度决定地层水的储量大小。目前的共识是煤层裂缝孔隙度一般小于1，最大不会大于3。 煤层（裂缝）渗透率是影响产能的最重要因数。煤层渗透率主要是通过实验室岩芯测定，试井，井生产动态
2、分析得到。煤基质的渗透率为0 md，是代表在煤基质内部没有流体流动，且基质与裂缝之间没有流动，煤层气只能通过扩散进入裂缝。,1、煤层物理特性表征与煤层气流动机理,煤层气流动机理,解吸：兰格缪尔方程 等温吸附线 扩散：菲克扩散定律 渗流：达西渗流方程 （非达西流）,1、煤层物理特性表征与煤层气流动机理,2、煤层气吸附模拟,CBM Simulation In My Eyes,2、煤层气吸附模拟,V= VL P / （PL + P） 或 P/V=P/VL +PL/ VLVLLangmuir体积 ；PLLangmuir压力 ；V吸附能力，单位与VL保持一致 ； P吸附压力，单位与PL保持一致 。,兰格
3、缪尔方程,注意：朗缪尔方程描述的是煤的吸附能力，而不是吸附量。,2、煤层气吸附模拟,等温吸附线,2、煤层气吸附模拟,等温吸附线,2、煤层气吸附模拟,等温吸附线,2、煤层气吸附模拟,吸附模拟关键字（ECLIPSE E100）,吸附模拟关键字（ECLIPSE E300）,2、煤层气吸附模拟,通过定义兰式体积与压兰式压力来定义不同组分的等温吸附线。,等温吸附线的标定,2、煤层气吸附模拟,吸附模拟关键字（CMG GEM）,3、煤层气的扩散模拟,CBM Simulation In My Eyes,3、煤层气的扩散模拟,菲克扩散定律,扩散率,扩散系数,扩散倍数,式中： Fg为煤基质中甲烷扩散量，m3/da
4、y； Dc 为扩散系数，m2/day； 为形状因子，m-2； VOL 为煤基质块的体积，m3; GCb 为煤基质中甲烷的平均浓度，m3/m3; GCS为基质-割理边界上的平衡甲烷浓度，m3/m3。,解吸时间,3、煤层气的扩散模拟,式中： 吸附时间（天） s 基质单元形状因子 DC 扩散系数 DIFFMMF =扩散倍数,解吸时间（）的确定,“63的甲烷分子从微孔单元中央运动到割理中所需的时间”,3、煤层气的扩散模拟,再吸附系数,4、煤层渗透率的压力敏感,CBM Simulation In My Eyes,4、煤层渗透率的压力敏感,Palmer and Mansoori (P&M, 1996, 1
5、998 ) 帕尔马曼索里模型,随着地层压力下降，一开始应力起主要作用，孔隙体积和传导率都在下降，当压力低于临界值后，煤基质收缩起主要作用，孔隙体积和传导率反弹，开始升高，而且可能会高于初始地层渗透率。,4、煤层渗透率的压力敏感,帕尔马曼索里模型前处理参数(ECLIPSE),主要影响参数：煤层初始孔隙度、杨式模量和泊松比等参数。低孔隙度和高杨式模量会有明显反弹。,4、煤层渗透率的压力敏感,帕尔马曼索里模型前处理参数(CMG),杨式模量和泊松比等岩石力学参数，可以通过多极子等岩石力学测井资料获得。,4、煤层渗透率的压力敏感,5、初始化方法与细节,CBM Simulation In My Eyes,
6、5、初始化方法与细节,煤层气的赋存状态煤层初始含气量,5、初始化方法与细节, 无气顶、无游离气,气水界面气藏顶深相渗曲线里的含水饱和度最大值=1,5、初始化方法与细节, 无气顶、有游离气,气水界面气藏顶深相渗曲线里的含水饱和度最大值=1-游离气饱和度,1.000,5、初始化方法与细节, 有气顶、有游离气,1.000,1.000,气水界面气藏顶深相渗曲线里的含水饱和度最大值=1-游离气饱和度,5、初始化方法与细节,煤层初始含气量影响见气时间的最主要参数,5、初始化方法与细节,煤层初始含气量黑油模型（ECLIPSE E100）,未饱和煤层气藏：初始含气量饱和含气量初始含气量由关键字GASCONC直
7、接赋值饱和含气量由初始压力与等温吸附线反推确定如果未指定初始含气量，默认为饱和煤气藏以裂缝压力为参考压力标准，计算过程中基质压力总是等于基质压力,5、初始化方法与细节,煤层初始含气量组分模型（E300&GEM）,SORBPRES（E300） Matrix_Pressure（CMG-GEM）,裂缝压力通过模拟器垂向平衡计算得来煤基质压力可以使用关键字导入，如果缺省则等于裂缝压力,5、初始化方法与细节,原始含气储量的拟合,6、关于历史拟合,CBM Simulation In My Eyes,6、关于历史拟合,煤层气特有完井方式洞穴井,6、关于历史拟合,关于水力压裂最重要的是模拟井底流压,等效模拟修
8、改渗透率、井生产指数 局部网格加密LGR 近井模型非结构网格,6、关于历史拟合,煤层气生产特征,饱和煤层气藏？过饱和煤层气藏？未饱和煤层气藏？,参数敏感性煤层气初始含气量,产气量与煤层气初始含气量呈正相关参数敏感性中,6、关于历史拟合,6、关于历史拟合,参数敏感性解吸时间,相关参数：扩散系数、SIGMA 、扩散倍数产气量与解吸时间呈反相关参数敏感性小,参数敏感性裂缝渗透率,产气量与裂缝渗透率呈正相关参数敏感性大,6、关于历史拟合,参数敏感性裂缝孔隙度,产气量与裂缝孔隙度呈反相关参数敏感性大,6、关于历史拟合,参数敏感性产水量,产气量与产水量呈正相关参数敏感性大,6、关于历史拟合,参数敏感性井生
9、产指数,产气量与井生产指数呈正相关相关参数：表皮系数、煤层厚度，NTG，井连接因子，ff等,6、关于历史拟合,6、关于历史拟合,历史拟合定水量拟合产气量，见气时间，井底压力。,历史拟合步骤：1、原始煤层气储量主要在初始化部分，通过初始含气量拟合2、见气时间从原始压力降到临界解吸压力的时间3、全区、单井产气量裂缝渗透率和气相相对渗透4、井底压力生产指数越大，渗透率越高，井底压降越小,裂缝渗透率,初始含气量,裂缝含气饱和度,思考题一,双峰产气曲线、多峰产气曲线，该如何拟合？,思考题二,定井底流压生产时，枯水时间，该如何确定？,裂缝孔隙度束缚水饱和度,THE END谢 谢,By JoyLinAirClassRoom,CBM Simulation In My Eyes,
