MODELING THE EFFECTS OF VARIABLE COAL PROPERTIES ON METHANE PRODUCTION DURING ENHANCED COALBED METHANE RECOVERY

煤层气开采过程中煤的不同性质对甲烷产量的影响模拟

摘要：大部分煤的性质取决于碳含量和镜质体反射率，这些都是与煤阶相关的参数。在本研究中，采用了一种新方法，通过构建一个模拟输入数据库，该数据库收录了文献中发表的与煤阶相关的煤性质，具体包括割理间距、煤孔隙度、密度，以及与煤强度、收缩、膨胀和吸附相关的参数。
关于提高煤层气（ECBM）采收率的模拟——即通过注入CO₂或CO₂/N₂混合气体来驱替煤基质中吸附的CH₄——利用CMG（计算机建模集团）/GEM模块的组分油藏模拟器，针对不同煤性质、操作参数以及收缩和膨胀效应进行了运算。煤层的吸附控制行为以及煤介质与注入气体混合物之间的相互作用（即收缩和膨胀）会改变控制气体流动的煤性质，且这种变化与注入时间相关。多组分收缩和膨胀效应采用扩展的Palmer-Mansoori方程进行建模。
综上所述，中挥发分烟煤煤阶、干煤储层类型、反五点井网、100英亩泄流面积、10至25毫达西的割理渗透率、CO₂/N₂摩尔组成在50/50%至75/25%之间，以及采用水平井而非直井，是ECBM采收的较优选择。此外，低阶煤和干煤储层受收缩和膨胀的负面影响更大。在注入前将CO₂与N₂混合可减弱膨胀效应。通过敏感性分析可知，弹性模量是控制收缩和膨胀的最重要参数。
关键词： 煤阶、煤层气、提高煤层气采收率、收缩、膨胀、CO₂封存