煤层气含气量测试中损失气量的估算方法

煤层气损失气量计算的全脱分析法李忠城;唐书恒;吴敏杰;郭东鑫;陈江;吕建伟【摘要】Aiming at the problem that dissolved gas content and free gas content can not be calculatd by lost gas content, based on gas logging data, a new method, named total degassed hydrocarbon analysis, was proposed for computing lost coalbed methane. In the practical application of the method for the No.3 coal seam in Qinshui basin, it was found that the lost gas content obtained by this method was significantly higher than that by conventional coal core sample regression method, and the former is generally 1.5 to 4.5 times higher than the later. In one hand this method can not only effectively solve the problem ignoring of dissolved gas and free gas in coalbed gas content calculations, but also eliminate the impact of lost time. In addition this method is able to calculate the lost gas for dif-ferent coal seam parts. This method is promising in lost gas calculation because it is easy to collect data, has simple calculation process and is widely applicable in coal with different rank and various structures.% 针对目前煤层气损失气量无法计算煤层的溶解气和游离气含量问题，根据烃类气体进入钻井液的方式和分布状态理论，基于气测录井资料，提出了计算煤层气损失气量的新方法——全脱分析法.通过沁水盆地枣园区块3号煤层的实际应用，发现该方法计算的损失气量明显高于常规煤心样品的回归结果，前者一般为后者的1.5~4.5倍.该方法不仅能有效地解决煤层气损失气量计算中忽视的溶解气和游离气问题，而且还能消除损失时间的影响，同时也可以按不同部位计算煤层气损失气量.该方法适用于不同煤级、各种结构的煤岩，数据易采集，计算过程简单，有很好的应用前景.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P20-24)【关键词】气测录井;随钻全烃;全脱全烃;损失气量【作者】李忠城;唐书恒;吴敏杰;郭东鑫;陈江;吕建伟【作者单位】中联煤层气有限责任公司，北京 100011;中国地质大学能源学院，北京 100083;中国地质大学能源学院，北京 100083;中国地质大学能源学院，北京 100083;中国地质大学能源学院，北京 100083;中国地质大学能源学院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】P618.13煤层的含气量由损失气、解吸气和残余气3部分组成，其中解吸气和残余气可以用实验方法直接测定，而损失气的计算是假设煤样在解吸初期累计气量与时间平方根成正比的数学模型成立情况下，利用回归方法算出的。

煤层气含量测试中有关损失气量的误差分析作者：武剑来源：《科技资讯》2017年第11期摘要：煤层气含量是评价煤层气富集程度的一个重要参数，是计算煤层气资源量、产能预测和储层模拟的重要储层参数[1]，由于损失气是煤层气含量计算中误差较大的部分，因此煤层气损失气的准确计算对于煤层气含气量的确定，煤层气有利区块的选择具有重要意义。

目前，关于煤层气损失量的计算主要是基于美国矿业局直接法（USBM）的GB/T 28753-2012规范。

通过对煤层气损失量的影响因素分析，修正损失时间和损失气的初始时刻，通过对贵州盘县煤层气参数井样品实例分析，验证修正方法减少损失量计算误差影响的可行性。

关键词：煤层气损失气误差影响中图分类号：TD84 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0224-02GB/T 28753-2012用于煤层气勘探钻井中获取的烟煤和无烟煤煤心样品的煤层气含量测定，由于操作方法简单、测定精度较高，是现行地勘期间煤层气含量测定的重要指导，损失气的计算一般采用USBM直接法，根据解吸初期解吸量与时间平方根成正比，通过标准状态下累计解吸气量为纵坐标，以损失气时间与解吸时间和的平方根为横坐标，将最初30 min测定的有效数据点外推至零时起点，与纵坐标负轴的截距即为损失气量。

影响损失量计算的主要因素有解吸温度、损失时间，这些关键因素的误差甚至错误将直接影响煤层气含量测定数据的准确性。

1 主要损失因素分析1.1 解吸温度的影响解析罐中的煤心在水浴中不能立刻恢复到储层温度，开始提钻时，煤心温度为储层温度，提钻过程中煤心温度不断降低，到达井口时很快恢复到周围环境温度。

当储层温度和环境温度不一致时，根据热力学原理，煤心温度不能在短时间达到热量平衡，因此计算损失气时，前几个测点不能准确的反应煤心的解吸规律，储层温度和周围环境温度温差越大，损失气计算产生的误差也就越大[2]。

例如冬季在贵州盘县地区进行现场解吸，环境温度和储层温度的温差达到20 ℃以上。

实验四 煤层气的解吸特征一、实验目的掌握解吸法测试煤层气含量的方法；掌握损失气（逸散气）的推算方法；掌握吸附时间的计算方法。

二、实验内容1、逸散气量（损失气量）的推算逸散气量（损失气量）与取心至样品密封解吸罐中所需时间有关，取心、装罐所需时间越短，则计算的逸散气量（损失气量）越准确。

当逸散气量（损失气量）不超过总含气量的20%时，直接法所测的含气量比较准确。

解吸气和逸散气（损失气量）是煤层气的可采部分，因此准确测定逸散气（损失气量）至关重要。

美国矿业局采用的直接法计算逸散气的理论依据是：煤体内的空隙是球形的，且孔径的分布是单峰的，气体在孔隙中的扩散是等温的且服从菲克第一定律，所有孔隙中气体的初始浓度相同，球体的边界处浓度为零。

则解吸最初几个小时释放出的气体与解吸时间的平方根成正比，总的解吸量可由下式表示：01t t a V V ++=总式中：总V —总解吸量，ml ；1V —逸散气量，ml ；a —系数；t —解吸罐解吸时间，min ；0t —逸散时间，min 。

令0t t T +=，则上式写为：aT V V +=1总其中实测解吸气量aT V =2。

由此在解吸气量与时间的平方根的图中（一般取前10个点），反向延长到计时起点，即可估算出逸散气量（图4-1）。

图4-1 逸散气量的估算直接法的计时起点与钻井液类型有关，对于气相或雾相取心，假设取心筒穿透煤层即开始解吸，损失时间（逸散时间）为取心时间、起钻时间和样品到达地面后密封在解吸罐中之前时间的总和。

对于清水取心，假设当岩心提到距井口一半时开始解吸，这种情况下，损失时间为起钻时间的一半加上地面装罐之前的时间。

2、吸附时间的计算吸附时间通常由煤样的自然解吸实验（美国的直接法）来确定。

1）计算累计达到总解吸气量的63.2%时所对应的气体体积V 63.2%=总解吸气量（STP ）×63.2% 2）计算累计达到总解吸气量的63.2%时所对应的时间在煤样的自然解吸实验中找到该样品累计达到总解吸气量的63.2%时所在的时间区间t 1和t 2，其所对应的累计解吸量为V t1和V t2，则：121%2.63121)(t t t V V V V t t t --⨯-+=τ三、实验报告根据煤样的自然解吸实验（美国的直接法，表4-1，煤层段为清水钻进）推算损失气（逸散气）含量和计算吸附时间。

煤中残余气含量预测方法研究邓泽1宜伟2李贵中1李安启1王勃1 庚勐(1．中国石油勘探开发研究院廊坊分院，廊坊065007； 2．中国石油吐哈油田公司勘探事业部，哈密83900)摘要：煤层含气量是煤层气勘探与开发首要获取的参数。

煤层含气量分为损失气、解吸气和残余气，一般而言，损失气可通过回归得到，解吸气和残余气通过解吸获得。

本文以残余气为重点，针对现场测试中常遇到的两种特殊情况(残余气过小，直接测试误差较大；需快速获取含气量数值)，分析了现场残余气测试中存在的问题及其对数据准确性的影响，并首次提出区别于常规测试的残余气数值计算方法，通过与实测数据进行对比分析，认为该方法准确度较高，且方便快速，可大大提高现场含气量测试工作效率和数据可靠性。

关键词：煤层含气量残余气计算方法朗格缪尔曲线拟合法无论是为了煤矿安全而科学预测煤矿瓦斯含气量，还是为了开发煤层气资源而准确评价和预测煤层气开发前景以及制定开发方案，煤层含气量都是至关重要的参数之一。

笔者借鉴国内外已有的经验，结合中国煤层气勘探开发的实践，对煤层含气量残余气的计算进入了深入研究，首次提出了区别于常规测试的残余气数值计算方法。

1 问题的提出煤层含气量分为损失气、解吸气和残余气三部分，一般而言，损失气可通过回归得到，解吸气和残余气通过实际解吸测试获得¨’2-。

目前常用的含气量测试方法有常规解吸法和快速解吸法，常规解吸法是指待煤岩自然解吸至解吸极限后再进行残余气测试，从而得到煤层含气量的测试方法。

快速解吸法是在自然解吸至某一定时刻(现场中往往控制在48小时)之后即进入残余气的测量阶段，因此可大大提高现场解吸效率，快速得到煤层含气量。

值得注意的是，快速解吸法中的残余气定义有所不同，将人为中断自然解吸之后测得的气量统称为残余气。

不论是快速还是常规解吸，残余气现场操作和测试中均存在某些问题，主要表现在：(1)利用常规解吸法测量低煤阶煤层含气量时，由于含气量值普遍偏小，通常小于2m3／t，而其中残余气更是小之又小，一般情况下小于0．05m3／t，如采用常规方法测试残余气，则可能无法直接测试到或因测值太低而增大测试误差。

煤层气含气量测试中损失气量的估算方法
邓泽;刘洪林;康永尚
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2008(028)003
【摘要】煤层含气量是煤层气勘探开发、选区评价和储层研究必不可少的重要资料,而准确求取损失气量又是决定煤层含气量可靠性的关键.为此,着重论述了含气量测定过程中解吸温度、损失时间以及计算方法等因素对准确求取损失气量的影响.通过分析对比,提出了改进测试的建议和计算方法.＃
【总页数】2页(P85-86)
【作者】邓泽;刘洪林;康永尚
【作者单位】中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油大学·北京;中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油大学·北京
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.页岩含气量测试中有关损失气量估算方法 [J], 刘洪林;邓泽;刘德勋;赵群;康永尚;赵宏新
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3.提高页岩含气量测试中损失气量计算精度的解吸临界时间点法 [J], 刘刚;赵谦平;高潮;姜磊;孙建博;刘超
4.页岩含气量现场测试中损失气量的计算方法对比分析 [J], 周尚文;王红岩;薛华庆;陈浩;郭伟
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煤层气测试中损失气含量测试的方法改进煤层气是一种赋存在煤层中，自生自储的非常规天然气资源，评价其富集程度的一个重要参数为含气量。

要想有效地评估某地区的煤层气是否具有商业化的前景，必须建立准确的含气量评价数据，然后用这些含气量数据进行气藏模拟和生产预测。

标签：煤层气，含气量，准确，评价煤层气含量主要由损失气量、解吸气量和残余气量三部分组成。

在含气量测试中，解吸气量和残余气量数据都可以通过实际测试得到，而损失气量是靠估算得到的，因此如何得到损失气量的准确数据是获得准确含气量数据的根本。

1、损失气量的计算损失气量也叫逸散气量，指钻头钻遇煤层后从钻孔底部把煤样取出到地面装入解吸罐之前释放出的气量。

损失气的含量取决于钻孔揭露煤层到把煤样装到解吸罐的时间、煤的物理特性、钻井液特性、水饱和度以及游离态气体含量，这部分气体无法计量，只能根据损失时间的长短及实测解吸气量的变化速率来推算。

在钻井循环介质为清水和泥浆时，取芯筒提至钻孔一半时的时间作为零时间;钻井循环介质为泡沫或空气时，钻遇煤层时间为零时间。

损失时间为从零时间到装罐结束的时间。

损失气量计算采用USBM直线回归法，解吸初期，解吸气量与时间平方根成正比，以累计解吸量为纵坐标，损失气时间和解吸时间的平方根为横坐标作图，将最初解吸的各点连线，延长直线与纵坐标轴相交，则直线在纵坐标轴的截距为损失气量，所得的结果再除以样品的重量，即损失气含量，如图1。

2、临界解吸压力临界解吸压力是指解吸与吸附达到平衡时对应的压力，即压力降低使吸附在煤微孔隙表面上的气体开始解吸时的压力。

理论上，当储层压力降低到临界解吸压力以下时，煤孔隙中吸附的气体开始解吸，向裂隙方向扩散，在压力差的作用下，从裂隙向井筒流动。

目前，煤层气开采大多是基于这一原理，通过排水降低压力而达到采气的目的。

准确确定临界解吸压力，是煤层气井开根据临界解吸压力定义可知道煤芯样品从井底上提到井口时，在压力高于临界解吸压力之前煤层气是不会解吸出来的;而在USBM直線回归法计算中采用的是提钻时间的一半加上装罐时间作为损失时间（钻井循环介质为清水和泥浆），在实际生产中，提钻时间的一半即煤芯到达煤层深度一半时煤芯所受到的压力往往都大于临界解吸压力，这时是不会有气体解吸出来的，因此这种计算方法损失时间太长，计算出来的损失气量也偏大。

煤层气储层含气量预测方法张喻;潘月龙【摘要】煤层气储层具有极强的非均质性,孔隙结构复杂,主要以吸附气赋存于储集空间内.煤层气储层评价研究方法与常规油气藏截然不同,因此煤层气储层含气量的预测评价是煤层气开发重点要解决的问题.利用地球物理测井技术得到的各类参数成果,与实际测试得到的储层段含气量进行交汇分析,建立多目标多元回归方程,得到含气量预测经验公式.建立煤层气等温吸附模型,利用Langmuir等温吸附方程,计算吸附气含气量.分析研究表明,两种方法皆能对煤层气含气量进行有效预测评价,计算结果相对误差较小.本研究思路及成果可为煤层气含气量预测评价提供参考.【期刊名称】《甘肃科技纵横》【年(卷),期】2017(046)003【总页数】3页(P20-22)【关键词】煤层气;测井;含气量;预测评价【作者】张喻;潘月龙【作者单位】陕西省一九四煤田地质有限公司,陕西铜川727000;甘肃煤田地质局庆阳资源勘查院,甘肃庆阳745000【正文语种】中文【中图分类】P618.13煤层气为自生自储的非常规天然气，储层内煤颗粒表面具有容纳吸附气孔隙空间，煤层气以吸附气为主，吸附状态赋存于孔隙表面，同时含有少量游离气［1］。

煤层气成藏受煤层及其上下岩层构成的煤层气系统和后期所经受的多种地质作用等因素控制。

研究证实，影响煤层气富集成藏的地质因素包括构造、储层埋深、煤阶、煤层厚度、储层渗透率、含气量、地层压力和解吸压力等［2］。

气藏的形成不仅和气源及自己储集条件有关外，还与后期保存条件密切相关。

研究煤层气吸附气含气量是评价煤层气储层资源潜力的必要方法［3］。

以往研究表明，储层孔隙在特定范围内，甲烷分子才能被煤层吸附。

而煤层气储层等温吸附曲线可反应煤层吸附甲烷能力，吸附气含量符合Langmuir方程。

因此，目前煤层气含气量预测方法主要有两种，一种为利用测井曲线回归拟合的统计学方法；另一种为根据煤层结构及甲烷分子构成，建立煤层气等温吸附曲线模型，评价煤层气等温吸附特征。