储层压力与吸附性资料课件.pptVIP

第四章煤储层压力及吸附/解吸特征第一节煤储层压力第二节煤储层的吸附特征第三节等温吸附曲线的应用第四节影响煤的吸附性因素第五节煤储层的解吸特征

第一节煤储层压力一、定义指作用于煤孔隙—裂隙空间上的流体压力(包括水压和气压)，故又称为孔隙流体压力。多通过试井获取.煤储层压力与煤层含气性密切相关，它与吸附性（特别是临界解吸压力）之间的相对关系直接影响采气过程中排水降压的难易程度。因此，煤储层压力的研究，不仅对煤层含气性和开采地质条件的评价十分重要，同时也可为完井工艺提供重要参数。煤储层流体要受到三个方面力的作用，包括上覆岩层静压力、静水柱压力和构造应力。

1、开放体系煤储层渗透性较好并与地下水连通。孔隙流体所承受的压力为连通孔道中的静水柱压力，即储层压力=静水压力。2、封闭体系若煤储层被不渗透地层所包围，由于储层流体被封闭而不能自由流动。储层孔隙流体压力与上覆岩层压力保持平衡，这时储层压力=上覆岩层压力。3、半封闭体系在煤储层渗透性很差且与地下水连通性不好的条件下，由于岩性不均而形成局部半封闭状态。上覆岩层压力由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担：σV＝P＋σσV—上覆岩层压力，MPa；P—煤储层压力，MPa；σ—煤储层骨架应力，MPa。

二、储层压力状态压力系数：即实测储层压力与同深度静水压力之比，%①超压：压力系数1，压力梯度0.98MPa/100m；②正常压力：压力系数=1，压力梯度=0.98MPa/100m;③欠压：压力系数1，压力梯度0.98MPa/100m。我国三十二个矿区试井结果表明，各煤级煤储层超压状态占33.2%，正常压力状态占21.9%，欠压状态占45.3%，各煤级煤储层中三种状态均有分布，其中中煤级煤储层大多处于欠压状态。

三、储层压力的地质控制1、埋深

2、地应力构造应力增加，有利于煤储层压力的保持，但往往导致渗透率降低，并给煤储层的排水、降压以及煤层气的解吸、运移、产出造成一定困难，在高地应力区尤为如此。总体上来看，构造应力过高会对煤层气井的高产带来消极影响，过低则不利于煤层气的富集。不同地区地应力的大小是不同的，当应力增大，孔裂隙被压缩，体积变小，储层压力变大；当地应力变小，孔裂隙体积变大，储层压力则变小。因此，地应力与储层压力存在相关性。

煤层气井的注入/压降试井的微型压裂法可测到煤储层的闭合压力，最小主应力实际上是指煤体被压开的裂缝开启后闭合时的闭合压力。煤储层压力与闭合压力的关系

储层压力与最小主应力之间的这种规律，对于煤层气开采是一对矛盾：储层压力大，容易排水降压，形成压力差，气体易解吸；最小主应力对煤层气开采有负面影响，应力对孔裂隙起着闭合作用，应力越大，孔裂隙的开启程度越小，对流体的渗流通道有影响，降低了煤储层的渗透率，也就影响到产气量。因此，煤层气开采应选择应力小的区域和储层压力高的区域。

注：我国晚古生代、中生代煤储层为无水煤层或弱含水煤层，只有新生代个别煤层为含水层，试井方法以水流体为载体得出的煤储层压力，很难反映我国煤储层压力的全貌，因为煤储层压力中包括水压和气压，对应于煤储层三元结构系统，实际上存在三级压力场。

3、水文地质开放体系P=G·HpP—储层压力，MPa；G—压力梯度（单位垂深内的储层压力增量），pMPa/100m；H—煤层中心埋藏深度，m=h·Gw—视储层压力，MPaG—静水压力梯度；0.98MPa/100m（淡水）；w0.98MPa/100m（咸水）h—煤层中点处水头深度，m

在煤系地层中，由于各个煤层主要含水层间无明显的水力联系，往往构成不同的水动力系统，储层压力主要是由储层本身的直接充水含水层的水头高度来度量。如华北地区太原组煤层的直接充水含水层是其顶板的石灰岩含水层，山西组煤层的直接充水含水层是其上部的砂岩含水层。这两个含水层之间没有或水力联系微弱，具有相互独立的补排系统。因此，同一个测试井的上下两个煤层，可能具有完全不同的原始储层压力状态，与储层的直接充水含水层的富水性、补给条件、水头高度等有关。

储层压力状态是按、=或淡水静水压力梯度来判定的。因此，地下水矿化度是影响储层压力状态的重要因素：地下水矿化度越高其比重越大，在相同的压力水头高度下，高矿化水比低矿化水的水头压力要大。因此，在封闭、滞流、地下水补排条件较差的高矿化度水分布区段，往往出现储层压力的高压异常状态。

4、煤层气（瓦斯）压力煤层气(瓦斯)压力是指在煤田勘探钻孔或煤矿矿井中测得的煤层孔隙中的气体压力。煤储层试井测的储层压力是水压，二者的测试条件和测试方法明显不同。煤层气（瓦斯）压力梯度值的变化幅度很大，介于1.2~13.4kPa/m之间，抚顺矿区的气压最低，天府矿区的气压最高。气压高低与煤层含气饱和度、煤层风化带的深度有关。

第二节煤储层的吸附特征吸附方式：物