河理工煤层气考试资料

1. 什么是煤层气？煤层气的组成？煤层气指指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主，并部分游离于煤空隙中，或溶解于煤层水中的烃类气体。煤层气的化学组分有烃类气体：甲烷及其同系物；非烃类气体：二氧化碳、氮气、氢气、一氧化碳、硫化氢以及稀有气体氦、氩等。2. 我国原煤储量、煤炭产量、瓦斯排放概况。3. 我国煤层气的资源量、开发现状及其与美国的差距如何？4. 什么是CO2-ECBM?注入增加二氧化碳，提高煤层气产能的技术5. 什么是瓦斯？是赋存在煤层中的煤层气与采动影响带中的煤成（层）气、采空区的煤型气及采掘活动过程中新生成的各种气体的总称。6.煤层气的生气阶段，各阶段的产率如何。1）褐煤至长焰煤阶段生气38168m3/t，CO2占72% 92%，烃类20%以甲烷为主，重烃气4%（2）长焰煤至焦煤阶段生气168270m3/t，烃类气体迅速增加，占7080%，CO2下降至10%左右。烃类气体以CH4为主，重烃可占1020%，如壳质组含量多，则油和湿气含量也多。（3）瘦煤至无烟煤阶段生气270422m3/t，烃类气体占70%，其中CH4占绝对优势(97% 99%)，几乎没有重烃。7.煤层气的成因，各种成因分别形成于什么阶段？1. 生物降解煤层气 泥炭褐煤阶段 Ro,max0.5% 2. 热解型煤层气褐煤瘦煤阶段 Ro,max介于0.52.0%3. 裂解型煤层气瘦煤阶段三号无烟煤 2.0%Ro,max3.7 4. 次生生物成因煤层气0.3%Ro,max1，压力梯度0.98 MPa/100m；欠压：压力系数1，压力梯度0.98 MPa/100m。16. 什么是朗格缪尔方程，方程中各参数(a, b, VL, VP)的意义。VL或Vm或a最大吸附量； VL 、PL朗格缪尔体积和压力，PL等于1b17. 煤等温吸附实验的意义18. 等温吸附曲线的应用，含气饱和度、临界解吸压力、理论采收率的概念和求解方法？含气饱和度是指煤储层在原位温度、压力、水分含量等储层条件下，煤层含气总量与总容气能力的比值。 实测饱和度:实测含气量与实测储层压力投影到吸附等温线上所对应的理论含气量的比值 S实=V实/V V=VLP/(P+PL) V实实测甲烷含量；S实含气饱和度。 V理论含气量，m3/t VLLangmuir体积，m3/t； PLLangmuir压力，MPa；P煤储层压力，MPa；临界解吸压力：指在等温曲线上煤样实测含气量所对应的压力。 临储压力比（临储比、地解比）：临界解吸压力与储层压力之比 理论采收率 Pad枯竭压力 （据美国的经验可降至的最低储层压力为100磅/平方英寸， 约为0.7MPa ）19. 煤层气解吸量、解吸率？解吸率：损失气量与解吸气量之和与总气量之百分比。 解吸量：损失气量与现场两小时解吸气量之和，即解吸率与该深度下实际含气量的乘积。20. 煤储层含气量的测试方法、步骤与过程？美国矿业局（USBM）的直接法。测定的含气量有三部分组成，及逸散气量，解吸气量，残留气量。21. 现场解吸步骤，残余气的测定解吸步骤：（1）将装有样品并密封好的解吸罐迅速置入已达储层温度的恒温水浴中；（2）用软管将解吸罐与解吸气计量器连接；（3）打开解吸罐阀门，让罐中的解吸气进入解吸气计量器的量筒；（4）手持锥形瓶使之水面与量筒水面对齐，读取量筒水面对应的刻度数，记录量筒读数；（5）记录观测的气体体积，同时记录当时的大气温度、大气压力，分别填写在记录表格中。连续解吸时，该点量筒读数减去上次量筒读数得到解吸气体积。（6）按照确定的时间间隔重复进行上述解吸过程，直至解吸终止限，自然解吸工作结束。 残余气：指解吸结束后，仍然残留在煤样中不能解吸出来的那部分气体。 测试方法：球磨法。 解吸测定结束后，打开解吸罐，称量400500g代表性煤样，破碎至23cm大小，装入球磨罐，在球磨机上球磨，球磨2-4h后，把球磨罐放入恒温水浴，间隔一定时间测定残余气体积。 残余气测定终止限：连续7天，解吸的气体量平均小于或等于10cm3，则残余气测定结束。 称重计算：打开球磨罐，筛分、称量60目以下样重作为残余气计算的基准。 22. 损失气的计算方法：直接法，适合于煤芯样品，测值接近于保压取芯测试结果，在测试初期即可得到损失气含量。史威法：适合于煤屑样品或气含量低的样品，测值偏低。阿莫可曲线拟合法：模型未考虑煤芯取出井口时温度、压力的变化，不能准确反映解吸过程的扩散作用；测值太高。23. 煤层含气量的预测方法，各种方法的应用条件？1，含气梯度法1）同一构造单元中已有浅部勘探区含气性资料的深部地区；2）煤级受埋深控制，煤级相当或变幅较小；（3）勘探区含气性资料较为丰富，含气梯度明显或埋深与煤层气 含量关系离散性较小；2，压力吸附曲线法：煤储层含气性取决于煤岩体的吸附能力和含气饱和度，即含气量理论吸附量含气饱和度。3.煤级灰分含气量类比法：煤层含气量受煤级和煤岩组分、灰分等控制。因此，应用该方法的前提条件是预测区煤级、煤岩特征与参照区可以类比。4.测井曲线法：其应用条件是在成煤环境相似的条件下，同一区内有匹配的测井曲线和煤层气实测资料，未知区内有测井曲线。5.地质条件综合分析法：通过对预测区煤层赋存特征、地质构造演化历史及煤层埋藏热演化生烃保存历史分析，确定煤的变质方式和煤的变质程度，进而预测其含气性。24. 控气地质因素有哪些，如何控制？煤级控气，煤层含气量随煤级的增加，呈现出急剧增高缓慢增高急剧增高急剧降低的阶段性演化特征构造类型控气，不同类型的地质构造，在其形成过程中，在其形成过程中构造应力场特征及其内部应力分布状况的不同，均会导致煤储层和封盖层的产状、结构、物性、裂隙发育状况，及地下水径流条件等出现差异并进而影响到煤储层的含气特性沉积作用控气，沉积作用在很大程度上决定煤层气生成的物质基础以及煤储层、盖层的几何特征和物性，并通过煤层与围岩之间的组合关系影响到煤层气的保存条件煤层厚度控气，煤储层厚度越大，中部分层中煤层气向顶底板扩散的路径就越长，扩散阻力就越大，对煤层气的保存就越有利。水文地质控气，特征可概括为3中作用：一是水利运移逸散控气作用；二是水利封闭控气作用;三是水利封堵控气作用。其中，第一种作用导致煤层气散失，后两种作用则有利于煤层气保存。25. 相关概念，绝对渗透率，相对渗透率，有效渗透率。绝对渗透率：若孔隙中只存在一相流体，且流体与介质不发生任何物理化学作用，则多孔介质允许流体通过的能力称为绝对渗透率。 有效（相）渗透率与绝对渗透率的比值称为相对渗透率。 若孔隙中存在多相流体，则多孔介质允许每一相流体通过的能力称为每相流体的相渗透率，也称为有效渗透率。26. 煤层气在煤层中的运移特征：煤层气的运移方式有渗流和扩散。渗流：裂隙缝宽在0.110um内，甲烷呈缓慢的层流，在1.0100um内，呈剧烈的层流，在100un的裂隙中才出现紊流。扩散：随煤基质块孔径大小的不同，有3种扩散方式，整体扩散：分子-分子间的相互作用克努森型扩散：分子-孔壁间相互作用表面扩散：像液膜一样吸附的甲烷，沿微孔细壁运移，当孔隙直径大于气体分子的平均自由程时，以整体扩散为主，当孔隙直径小于气体分子的平均自由程时以克努森型扩散为主，表面扩散作用受气体分子和孔壁表面之间的连续碰撞所控制，气体是作为吸附性运移的。整个扩散中表面扩散作用最小。27. 什么是渗透系数，渗透率与渗透系数的测定方法。渗透系数：单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，28. 什么是测井，测井的方法有哪些？测井，也叫地球物理测井或石油测井，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法。 电阻率测井、自然伽马测井、密度测井、声波测井、中子测井、自然伽马、能谱测井、中子伽马。29. 通过测井可能获得哪些储层参数？模拟测井资料采集，视电阻率、伽马伽马、和自然伽马三种参数，而数字测井资料采集电阻率、密度、自然伽马、和声波时差4种参数。30. 相关概念，煤层气资源量、煤层气地质储量。煤层气资源量：根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。煤层气地质储量：在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤储层中的煤层气总量。31. 煤层气资源/储量分类与分级原则及分类/分级结果。1.经济可行性分类：经济的、次经济的和内蕴经济的3大类。2、资源的勘查程度和地质认识程度分级：待发现的煤层气资源量、已发现的煤层气资源/储量（预测的，可信系数为0.10.2；控制的，可信系数0.5左右；探明的，可信系数70.9左右）。32. 煤层气资源量计算方法，有体积法、类比法、递减分析法、物质平衡法、数值模拟法。体积法计算煤层气资源储量采用的计算公式为Gi=0.01AhDadCad或 Gi =0.01AhDdafCdaf式中：Cad=100Cdaf(100-Mad-Aad)；Gi煤层气地质储量，108m3； A煤层含气面积， km2；h煤层净厚度， m； Dad、 Ddaf煤的空气干燥基、干燥无灰基质量密度(容重)； Cad 、Cdaf煤的空气干燥基、干燥无灰基含气量， m3/t；Mad 、Aad煤的空气干燥煤基水分、灰分，%；33. 含气量的种类，可燃基、原煤基、空气干燥基之间的换算方法。含气量的种类有可燃基、空气干燥基、原煤基。Cad=100Cdaf(100-Mad-Aad). Cc=100Cad100-Aad-Aad-Aav)+(Mad-Meq)34. 资源/储量起算标准，含量、产气量角度35. 采收系数估算法1：解吸率法、2：吸附等温线法3：数值模拟法4：产量递减法36. 煤层气地质选取评价方法。采用两类基本方法进行区带优选，第一类方法的基本思想是关键地质风险因素的地阶优选法，通过地质风险分析，筛选出对不同不层次评价单元煤层气前景具有关键性控制作用的风险要素，进而按聚气带目标区靶区的递阶层次进行选区评价和优选。第二类方法为