Диссертация (1172988), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Из-загетерогенности геологических условий угольных пластов, давление, как правило,неоднородно распределяется даже в одном и том же пласте. Мировой опыт добычиМУП показывает, что в бассейнах, где наблюдается высокое пластовое давление,эффективность разработки высока, например, формации Fruitland угольного бассейнаSan Juan и формации Williams Fork бассейна Sand Wash США.По данным испытания скважин в Китае значение градиента пластового давленияколеблется от 0,28 до 1,65 МПа/100 м [60]. Кроме того, Ли [65] сделал анализ данныхпо 151 испытанию скважин, и результаты его анализа показывают, что широкораспространены и АВПД, и АНПД, при этом преобладают АНПД в целом. Понеполным статистическим данным, в Китае доля угольных бассейнов с АНПДсоставляет 46,2%, и доля с АВПД – 23,1%.Данные испытания в шести параметрических скважинах на исследуемом участкеQD показаны в таблице 2.9.
Давление в пласте S колеблется от 3,76 до 6,07 МПа, иградиент давления - от 0,69 до 0,81 МПа/100м; давление в пласте SW колеблется от4,40 до 6,88 МПа, и градиент давления - от 0,70 до 0,83 МПа/100м. Это указывает нато, что давление в пластах относится к аномально низким.59Таблица 2.9 Информация о давлении в продуктивном пластепо шести параметрическим скважинамНомерскв.П1П2П3П4П5П6НомерпластаSSWSSWSSWSSWSSWSSWПластовое давление,МПа4,485,906,076,884,505,405,276,293,764,405,746,51Градиент давления,МПа/100м0,710,820,700,720,810,830,690,740,710,700,720,712.7.4 ПористостьВ процессе углефикации под влиянием тепла и давления удаляется вода, объемматрицы угольного пласта уменьшается и образуются системы трещин – кливаж [9].Поэтому угольный пласт по существу представляет собой пласт с двойнойпористостью, сложенный породами с первичной (гранулярной) и вторичной(трещиноватой) пористостью [66].
Первичной пористостью именуют пористостьпустоты в угольной матрице, состоящей из тонких пор с чрезвычайно низкойпроницаемостью, которые называются микропорами. Размеры этих микропорнебольшие, но их очень много, поэтому микропоры обладают относительно большимобъемом и огромной удельной поверхностью, где адсорбируется основной объем (9095 % [67] ) ресурсов метана в угольных пластах.
В ходе разработки по мереобезвоживания и уменьшения давления в пласте метан высвобождается, чтообуславливается градиентом концентрации, и транспортируется через первичнуюпористость.Второй тип пористости угольных пластов, т.е. вторичная пористость, относитсяк трещиноватой пористости, которую также именуют кливажами.
После десорбциииз поверхности угольной матрицы метан диффундирует через первичную пористость,60мигрируя в систему кливажей, где поток газа подчиняется закону Дарси, и в конечномитоге попадает в ствол скважины. Так как размеры кливажей намного больше, чеммикропоры, они обеспечивают процесс фильтрации при разработке метаноугольныхместорождений.
Кроме того, значительно меньшая часть ресурсов метана заключенав залежах свободных или растворенных в пластовой воде углеводородных газов,которые, как правило, рассредоточены по разрезу и площади угленосной толщи всистеме кливажей.Величина пористости и проницаемости, связанных с системой кливажей, можетменяться при изменении пластового давления в ходе разработки и в процессевыделения/поглощения метана вследствие набухания и усадки матрицы угольногопласта. Для коммерческой добычи угольного метана требуется наличие хорошоразвитой системы естественных трещин в пласте.Общая пористость состоит из пористости матрицы и пористости кливажей.
Поданным литературы [68], значение пористости кливажей, как правило, менее 2%, и еедоля в общей пористости угольных пластов составляет не больше 20%; а доляпористости матрицы намного больше и занимает около 80% общей пористости.Система пористости угля высокого ранга бассейна Qinshui Китая сложна,пористость здесь меньше и преобладают мелкие и тонкие поры, что негативно влияетна добычу метана [69]. По данным 140 экспериментов на кернах бассейна Qinshui [6974] установлено, что пористость угольной породы этого бассейна неравномернораспределяется, пик распределения находится в интервале от 2 до 4%, затем винтервале от 4 до 6%, при котором пористость 62,5% образцов меньше 6%.По результатам технического анализа углей исследуемого участка QD наобразцах керна из шести параметрических скважин (смотреть таблицу 2.5)пористость пласта S лежит в пределах 3,95-5,96% при среднем значении – 5,02%, дляпласта SW в пределах 5,10-5,92% при среднем значении – 5,35%, которое являетсятипичным для бассейна Qinshui.2.7.5 ПроницаемостьПроницаемость является мерой фильтрационной проводимости породы угля иотносится к числу наиболее важных параметров коллектора.
Проницаемость и61пористость тесно связаны. Выявлена положительная корреляция между ними как натрадиционном месторождении, так и в угольных пластах. Однако, коэффициент этойкорреляции в угольных пластах не так высок, как в песчаниках. Проницаемостьугольного пласта непосредственно связана с природной системой кливажей, так какматрица угольной породы практически не имеет проницаемости (либо имеетчрезвычайно низкую проницаемость), и промышленный дебит газа может бытьэкономически получен только в том случае, если имеется достаточная проницаемостьсистемы кливажей.Различают главный кливаж и обычно перпендикулярный ему вторичный кливаж.Главный кливаж, как правило, обеспечивает гидродинамическую сообщаемость, таккак он выдержан и представляет собой систему непрерывных параллельных трещин.А вторичный кливаж не выдержан и часто начинается и заканчивается на трещинахглавного кливажа [70, 75].Значения проницаемости угольных пластов варьируются в большом диапазоне.Большинство коммерчески успешных метаноугольных промыслов США имеютпроницаемости в диапазоне от 1 мД до 30 мД [76, 77], с очень редкими исключениями,где проницаемости больше 100 мД или меньше 1 мД [78].
Угольные месторожденияАвстралии имеют более широкие диапазоны распределения проницаемостей, и пикраспределения, как правило, находится в пределах 5-20 мД [79, 80]. В Канадекоммерческие проекты находятся в Западно Канадском осадочном бассейне [81, 82],где некоторые угольные слои имеют проницаемость в диапазоне от 0,1 мД до 100 мД,а остальные – примерно 1 мД или менее, но имеют гораздо большие запасы.Проницаемость метаноугольных месторождений Китая намного меньше посравнению с другими добывающими МУП странами. По неполным статистическимданным [21, 57, 77, 78, 83, 84] значения проницаемости находятся в большомдиапазоне от 0,002 мД до 30 мД. 34% метаноугольных пластов имеют проницаемостьменьше 0,1 мД, 24% в пределах 0,1-0,5 мД, 11% - в пределах 0,5-1,0 мД, 17% - впределах 1,0-5,0 мД, 14% - больше 5,0 мД.
В последние годы в Китае получилипромышленный дебит газа из угольных пластов с проницаемостью в диапазоне от 0,5до 1 мД.62Исследование проницаемости угольной породы на участке QD проводилось вшести параметрических скважинах. Проницаемость исследовалась нагнетанием водыв угольные пласты с постоянным расходом под небольшим давлением, исключающимгидроразрыв исследуемых пластов с последующим закрытием скважины инаблюдением за восстановлением давления. Результаты исследования представленыв таблице 2.10, из которой следует, что проницаемость на этом участке относительноровно распределяется по площади и сравнительно велика. Проницаемость пласта Sнаходится в пределах от 0,97 до 2,07 мД, и в среднем составляет 1,47 мД;проницаемость пласта SW в пределах от 0,68 до 1,76 мД, при среднем значении – 1,17мД.
В общем, можно сказать, что на исследуемом участке QD наблюдается тенденцияуменьшения проницаемости с ростом глубины погружения угольных пластов. Вопервых, во всех скважинах проницаемость пласта S больше проницаемости пластаSW. Во-вторых, наименьшие значения проницаемости наблюдаются в скважине П2,где глубина залегания наибольшая; самые большие значения проницаемостинаблюдаются в скважине П5, где глубина залегания наименьшая.Таблица 2.10 Результаты исследования проницаемости на участке QDНомер скв.П1П2П3П4П5П6Номер пластаSSWSSWSSWSSWSSWSSWПроницаемость, мД1,611,350,970,681,661,341,380,992,071,761,130,872.7.6 Угол наклона пластаВсе метаносодержащие угольные пласты залегают под некоторым углом кгоризонтальнойплощади.Мироваяпрактикаразработкиметаноугольныхместорождений свидетельствует о том, что углы наклона пласта крупных бассейнов в63среднем не превышают 5° [85].
Однако, существуют и исключения, например, вметаноугольном месторождении Fukang провинции Xinjiang Китая средний уголнаклона пласта составляет 55° [86].Изолинии абсолютных отметок кровли угольного пласта S на участке QDпредставлены на рисунке 2.5, на котором также показаны размещения шестипараметрических скважин. Угольный пласт SW расположен на расстоянии 85-96 м отвышележащего пласта S и имеет одинаковые тектонические характеристики спластом S, поэтому его изолинии абсолютных отметок кровли здесь не повторяются.Из рисунка 2.5 видно, что тектоническое строение не сложное. На этом участке восновном развиваются две широкие пологие складчатые структуры, оси которыхпочти параллельно простираются в меридиональном направлении, и один крупныйразлом, протягивающийся по направлению с северо-востока на юго-запад.
Уголпадения крыльев двух крупных складок составляет 3-21°. Значения угла наклонапласта в зонах, где расположены шесть параметрических скважин, приведены втаблице 2.11. Угол наклона пласта в зонах расположения скважин изменяется от 0 до6,7°, и среднее значение угла составляет 4,1°, которое было выбрано для дальнейшегоисследования.Таблица 2.11 Значения угла наклона пласта в зонах расположения скважин научастке QDНомер скв.П1П2П3П4П5П6Угол наклона, °6,23,76,70,04,43,62.7.7 Механические свойства породыВ естественно-трещиноватом коллекторе, например, в метаноугольном пласте,проницаемость критически чувствительна к изменениям эффективного напряжения(порового давления).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
