氧化法提高煤储层渗透率(氧化增渗)是指利用氧化反应溶解煤层割理周围有机质,增加割理宽度,提高煤储层渗流能力的一种煤层气增产方法.选择澳大利亚Bowen盆地煤样为研究对象,针对不同煤样大小,利用多种自主组装实验及孔裂隙、渗透率、CT扫描等测试手段,系统阐述氧化增渗的作用机理及应用前景.研究结果显示:煤基质在多种氧化剂中存在不同程度的溶解、膨胀和破裂现象,对比多种工业常用氧化剂对煤样的氧化效果,认为次氯酸钠(NaClO)氧化能力较强,可有效提高样品孔隙度,增加裂隙宽度.岩心驱替实验证明氧化法主要提高煤储层水平方向渗透率,微米CT扫描对比驱替前后岩心图像发现NaClO可刻蚀割理表面,在扩大割理宽度的同时在煤基质中产生新的孔裂隙.煤中矿物与氧化剂无明显反应,盐酸去除矿物的煤样氧化反应显示煤中渗流通道宽度增加,但是覆压条件下渗透率下降,显示矿物在围压条件下发挥支撑作用,保证煤体结构完整性.同一煤样不同煤岩组分的氧化反应强度差异主要受其孔裂隙差异性控制,与煤分子结构相关性较小.上述研究证明:氧化法提高煤储层渗透率,作为一种新型储层改造技术,有助于丰富煤储层改造手段,提高煤层气采收率,同时补充煤氧化机理的理论认识,推动煤层气产业发展.

渗透率;氧化法;煤储层;次氯酸钠;有机质分子结构;孔隙结构

中国石油勘探开发研究院,北京 100083;昆士兰大学化工学院,圣卢西亚 4072;中国地质大学(武汉)资源学院,湖北武汉 430074;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083

[1]荆振华;潘松圻;王小明;袁铭;李勇;刘恩涛;刘翰林;UNDERSCHULTZ Jim;STEEL Karen-.煤储层氧化增渗作用机理及应用)[J].煤炭学报,2022(11):3975-3989

自主组装,有机质分子结构

增渗,氧化法,煤储层渗透率,氧化反应,渗流能力,Bowen,煤样,孔裂隙,试手,煤基,氧化剂,次氯酸钠,NaClO,氧化能力,孔隙度,裂隙宽度,岩心驱替实验,微米,岩心图像,刻蚀,中矿,渗流通道,通道宽度,覆压,压条,下渗,围压,煤体结构,结构完整性,煤岩组分,煤分子结构,结构相关性,储层改造技术,煤层气采收率,煤氧化,氧化机理,理论认识,煤层气产业,孔隙结构

0.289