煤层气测试中损失气含量测试的方法改进

朱能闯　韩立强

摘要：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。

关键词：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。经过研究发现应该使用气体开始解吸时（即样品达到临界解吸压力时）的时间为零时，样品到达井口时的时间与装罐时间之和作为损失时间，这样再利用USBM直线回归法计算出来的损失气量就比较准确一些。

通过对多个煤层解吸样品的测试和计算，最后得出：在通过USBM直线回归法测得煤层气损失量后，再利用临界解吸压力对损失气量校正一下所得到的煤层总含气量和临界解吸压力结果较为准确。下面以某地区XX井A7煤层部分样品的解吸数据为例来验证说明。图2和表1为某地区XX井A7煤层的解吸数据和损失气量校正图。

由于临界解吸压力是根据实测总含气量和等温吸附数据计算出来的，而实测含气量中的损失气量数据偏大，因此再利用校正后的总含气量来计算一下临界解吸压力，得到的临界解吸压力大于当初的计算结果，然后进行第二次、第三次校正损失气量，以便减少误差。如表2、表3。

4、结论

通过对比（表4）第一次、第二次、第三次校正后的总含气量、临界解吸压力，可以看出第二次和第三次的结果一样，与第一次校正后的结果差别也不大，只是与未校正过的实测含气量差别较大，因此只需要校正一次，然后重新计算算出总含气量和临界解吸压力就可以了。

综上，损失气应该重新定义为煤芯样品开始解吸到装罐结束时释放出来的气体。测试气体含量时，仍然利用原来的自然解吸法测得解吸气量、损失气量及残余气量，并根据测试结果计算出临界解吸压力，最后利用临界解吸压力、煤层深度等数据对损失气量进行一次校正，最后得出气体总含量即可。

参考文献

1.煤层气含量测定方法. 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会. GB-T 19559-2008

2.邓泽，刘洪林等. 煤层气含气量测试中损失气量的估算方法[J]. 天然气工业. 第28卷第3期 85-86

3.钱凯，赵庆波，汪泽成等编著. 煤层甲烷气勘探开发理论与实验测试技术[M]. 北京：石油工业出版社，196：188

4.张永生等. 煤储层理论临界解吸压力与实际排采对比研究[J].山西焦煤科技. 2011年1月第1期 4-6

5.李小彦. 煤层气含量测试中的有关问题[J].. 煤田地质与勘探. 2000年第02期 22-24

作者简介：朱能闯（1985-），安徽望江人，工程师，2008年毕业于中国矿业大学，从事地质勘查工作。