吸附性氣體對煤巖基質變形和滲透率的影響

作者：陳軍斌,熊鵬輝,索根喜,徐懷民,聶向榮,趙文景

摘要：為了研究吸附性氣體對煤巖基質變形和滲透率的影響,利用CT掃描技術刻畫了煤巖吸附CO2后煤巖裂隙空間尺寸的展布特征;采用煤層氣吸附/解吸系統,測試了CO2、N2和CH4的吸附/解吸參數;基于煤巖三軸滲流測試系統,測試了不同應力條件下氣體滲流特征。研究結果表明:基于CT圖像直接觀察了煤巖吸附CO2后煤巖裂隙受到基質膨脹而壓縮的現象,試樣裂隙幾何尺寸壓縮率為24.10%;揭示了煤巖吸附氣體后滲透率降低的兩個主要機理,一是煤巖基質膨脹壓縮了滲流通道,二是吸附在煤巖顆粒表面的氣體分子占據了部分滲流通道;當氣體壓力小于1.5 MPa時,滑脫效應會夸大氣體吸附對煤巖滲透率的影響,并提出了利用非吸附性氣體He消除滑脫效應的方法;煤巖吸附氣體量越大,滲透率降低程度越大,由大到小依次為CO2、CH4和N2,煤巖滲透率和氣體壓力呈冪指數關系。研究結果對煤層氣提高采收率技術和CO2在煤層中的封存技術具有理論指導意義。

發文機構：西安石油大學石油工程學院 西安石油大學陜西省油氣井及儲層滲流與巖石力學重點實驗室 陜西省煤層氣開發利用有限公司 陜西省煤層氣工程技術研究中心

關鍵詞：煤層吸附變形滲透率滑脫效應coal bedadsorptiondeformationpermeabilityslippage effect

分類號： TE375[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]