煤层气吸附解吸规律及压裂液增产技术研究结论

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：通过一系列的研究得出以下结论：通过红外光谱分析得知煤岩中含有碱性基团胺，所以煤岩更能吸附酸性物质，对利用伴注CO2提高煤层气采收率提供了一个重要的理论依据。由此可知在现场施工的时候应注意注入CO2的时间和井下的压力问题。该体系由基液和气体两部分组成。注CO2清洁泡沫体系在45℃下具有很好的稳定性。泡沫的稳定性受到很多因素的影响，泡沫质量、温度、起泡剂和稳泡剂的浓度等影响较大。

本书主要的研究工作是通过对辽河阜新和五龙煤矿的自然地质和煤岩储层物性的研究，并且运用自制的煤层甲烷吸附解吸实验装置，得出甲烷的相关吸附解吸规律，从而提出一种适合提高煤层气采收率的压裂液增产措施。通过一系列的研究得出以下结论：

（1）通过红外光谱分析得知煤岩中含有碱性基团胺，所以煤岩更能吸附酸性物质，对利用伴注CO2提高煤层气采收率提供了一个重要的理论依据。

（2）煤岩中含有大量的蒙脱石和伊利石是导致煤层极易膨胀和运移的原因；压汞实验确定了煤样孔隙属于细瓶颈孔隙类型，并且所选煤岩的孔隙度和渗透率都很低，所以为了尽量避免伤害煤层，考虑采用新型清洁压裂液进行压裂施工。

（3）因具有高模量比、极低强度特性，决定采用“砂堵”工艺技术。

（4）通过自制吸附解吸实验装置，研究了甲烷和CO2的吸附量随围压和孔隙压的变化规律。随着围压的增加，甲烷的峰高、峰面积和含量都呈现下降的态势，而二氧化碳则呈现出先增加、后下降的趋势。由此可知在现场施工的时候应注意注入CO2的时间和井下的压力问题。(www.chuimin.cn)

（5）根据煤层结构的特殊性和它对压裂液性能要求的特殊性，受到“注入氮气或二氧化碳气体”增产煤层气的启发，将CO2分散至VES压裂液中形成泡沫体系并将其引入到煤层的压裂中。泡沫体系具有较好的返排能力，大大降低了滤失性，减小了压裂液对储层的伤害。

（6）筛选出注CO2-VES泡沫体系的组成。该体系由基液和气体两部分组成。基液由阳离子表面活性剂、反离子助剂、起泡剂、稳泡剂、黏土稳定剂、温度稳定剂和水组成，气体为CO2。该压裂液的基液配制简单、方便，所用的化学制剂均来源广泛。

（7）注CO2清洁泡沫体系在45℃下具有很好的稳定性。泡沫的稳定性受到很多因素的影响，泡沫质量、温度、起泡剂和稳泡剂的浓度等影响较大。随着温度的升高，泡沫的稳定性变差。这是因为泡沫的合并和泡沫排液变快引起的。在地层温度下，泡沫质量在0.5～0.75区间内，泡沫质量越大则泡沫的稳定性越好。而起泡剂和稳泡剂却不是加量越大泡沫才越稳定，当加量过大时，起泡能力反而下降，所起泡沫粒径分布变广，这样的液膜更容易变薄，加速了泡沫的衰变。

（8）对伴注CO2气体的清洁泡沫体系的评价过程中发现，该泡沫压裂液体系耐剪切，剪切90min后，黏度的保留率约在56%；悬砂性能也较好，单颗粒陶粒的沉降速率为0.128mm/s；滤失率低，由于泡沫中的气体产生的气阻作用和泡沫本身含液量少的原因，可以大大减少液体向储层裂缝的滤失；破胶彻底，破胶液的黏度低，残渣含量比聚合物低得多，对煤心渗透率的伤害小，它在解决煤层的压裂改造中具有明显的技术优势。

煤层气吸附解吸规律及压裂液增产技术研究结论

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