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煤层中双重孔隙介质渗流理论的应用

已有 3079 次阅读 2012-9-13 09:07 |个人分类:栏目:封面图片说明|系统分类:观点评述|关键词:的,是,煤层气,中国,开发| 中国, 开发, 煤层气

      具有裂缝和孔隙两种类型孔隙的多孔介质称为双重孔隙介质。该类介质中裂缝主要作为流体的流动通道,孔隙主要作为流体的储集空间,裂缝和基质的渗透率差异较大。根据双重孔隙介质的概念,煤层具有大量微孔以及连接微孔的节理和裂隙,且孔隙的渗透率一般远小于裂隙的渗透率,因此,多数煤层可以看作双重孔隙介质。
      中国煤层气资源量丰富居世界第3位,煤层气开发却存在众多问题,主要原因在于对煤层的基本理论研究较少。煤层气是指赋存在煤层中及其围岩之中,以甲烷为主要成分的非常规天然气,是煤的伴生矿产资源,以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中。煤层气是一种清洁、高效、安全的新能源,所以进行煤层气渗流规律研究对对中国煤层气开发具有重要意义。
      1960年Barenblatt Zheltov提出了天然裂缝油藏中的双重孔隙介质概念。1963年Warren和Root又对这一理论加以完善,并求出了双重介质模型的渐近解。1965年,Odeh在双重介质模型中考虑了表皮的影响,分析了压力降落和压力恢复曲线。后来Kazemi(1969),de Swaan(1976),Najurieta(1980),Cinco-Ley等(1982),Serra和Reynolds等(1983)也分别对天然裂缝储层进行研究,把储层看成双重介质,并分析了其流动规律及双重介质特征。
      中国对于双重孔隙介质油气藏的数值模拟起步较晚。20世纪70年代末,中国石油勘开发研究院和胜利油田分别发表了各自的裂缝性油水两相单井锥进模型。80年代初华北油田的柏松章等完成了油水两相的底水锥进模型。
      《科技导报》2012年第24期17—22页刊登的蔡强等的文章针对中国双重孔隙介质煤层的特点,考虑煤层气稳定解吸和不稳定解吸特征,提出两类窜流方式不同的双重孔隙介质煤层不定常渗流模型——双重孔隙介质煤层拟稳态窜流模型和双重孔隙介质煤层块状不稳态窜流模型。采用有限体积法对其求解,并分析两类模型在不同地质参数情况下的特征曲线。
      封面图片的最下面两张图自左向右分别是煤层圆形和梯形几何计算模型的网格压力云图,中间两张图分别是煤层圆形和梯形计算模型的压力场图,最上面一张图是煤层矩形几何计算模型的网格压力云图,说明本文的研究成果适合于各种边界类型的双重介质煤层的渗流问题的研究。封面图片由牛丛丛提供,金功博设计。(责任编辑   吴晓丽)


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