有机溶剂压裂提高煤层渗透率的方法
烃效果好
中孔
10000～
１０００
以板状孔隙、管状孔隙为主，间有不平行板状孔隙 易于煤层气和液烃的储集、
运移
过渡孔
1000~
100
以不平行板状孔为主，有一部分墨水瓶孔隙 易于煤层气储集，但不利于C＋
３的运移
微孔
＜１００
具有较多的墨水瓶和不平行板状毛细管孔隙 煤层气能储集但不利于运移
表2 富烃煤抽提前后的孔隙特征
样号 样品来源 样品类型 Rｒ
（％） 抽提状态 总孔容
(ｃｍ３／ｇ)
孔 隙 类 型 (%)
大孔 中孔 过渡孔 微孔
ＥＰ－３ 浙江长广东风卡C２煤层 树皮煤 071
前 00264 2098 1073 4830 2000
后 01238 6890 1220 1430 460
增幅 00974 4792 147 －3400 －1540
ＥＰ－９ 贵州水城大河边409煤层 镜亮煤 072
前 00284 1197 845 5422 2535
后 00992 4742 1925 2611 716
增幅 00708 3545 1080 －2811 －1819
ＥＰ－５ 四川南桐二井4号煤层 镜亮煤 120
前 00245 1878 1306 5183 1633
后 00836 7021 753 1699 527
增幅 00591 5143 －553 －3484
－1106 ＥＰ－11 贵州水城木冲沟11号煤层 镜亮煤 126 前 00417 1320 1368 4989 2326 后 00861 5738 1161 2311 790 增幅 00444 4418 －207 －2678 －1536 ＥＰ－８ 四川鱼田堡4号煤层 镜亮煤 168 前 00276 2138 1955 4637 1268 后 01026 6540 1472 1657 331 增幅 00750 4402 －483 －2980 －937 ＥＰ－１０ 贵州六枝大用矿7号煤层 镜亮煤 171 前 00483 2049 2160 3685 1905 后 01055 6683 1526 1336 455 增幅 00572 4634 －634 －2349 －1450 2)。进一步的计算表明，经溶剂抽提后煤中的中孔尤其是过渡孔和微孔向大孔转 化，使煤的孔隙体积的增加主要由大孔增加所致。当对煤层进行有机溶剂压裂时 ，溶剂的溶解抽提作用将解除粉煤对裂缝的堵塞，减少不利于煤层气运移的过渡 孔和微孔数量，并使它们转化为中孔和大孔，从而增加有利于煤层气向生产井底 流动的通道，提高煤层渗透率。 ２３ 有机溶剂对MP分子的溶解作用 煤层气以游离状态、水溶状态和吸附状态存在于煤岩中，其中70～９５％煤 层气依靠范德华力吸附在煤的微孔隙表面和煤的三维化学交联网络中。有机溶剂 与煤岩接触时，它将首先置换出与煤的孔隙表面及煤的三维化学交联网络形成弱 相互作用力(范德华力)的煤层气分子，然后溶解抽提出与煤的孔隙表面和三维化 学交联网络形成强相互作用力(氢键和EDA键)的MP分子。由此可以推知，有机溶 剂压裂煤层时，其所到之处的煤层气将全部解吸，它对MP分子的溶解抽提作用会 降低煤的比表面积，使煤丧失对煤层气分子的吸附能力。 24 煤中的无机矿物质 煤中的无机矿物质不溶于有机溶剂，在进行有机溶剂压裂煤层时它将逐渐从 煤中分离出来，它的非均质性又有利于其与压裂液中的支撑剂一起在煤中形成高 渗透率的裂缝。所以，煤中的无机矿物质是一种非常有用的原生支撑剂，对提高 煤层渗透率有利。 综上所述，煤的化学组成和溶剂抽提性质为有机溶剂压裂煤层、提高煤层渗 透率提供了理论依据；煤的微孔隙结构与MMP分子的强相互作用，置换出了以吸 附状态存在于煤的孔隙表面和三维化学交联网络中的煤层气分子，其对MP分子的 溶解抽提作用极大地降低了煤的比表面积，使煤丧失了吸附煤层气分子的能力； 煤中的无机矿物质是一种非常有用的原生支撑剂。因此，有机溶剂压裂提高煤层 渗透率在理论上是可行的。 3 有机溶剂压裂煤层方法简述 煤层裂缝可分为面割理和端割理，它们是煤层气流动的主要通道。但大多数 煤层的裂缝均不能很好连通，这使得煤层渗透率极低和煤层气井不能形成工业生 产规模。有机溶剂压裂是利用地面高压
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