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第1章 绪论1

1.1 煤层气定义1

1.2 世界煤层气资源评估3

1.3 典型煤层气藏特征4

1.4 煤层气模拟模型的构建8

1.5 煤层气先导性试验9

1.6 煤层气开采特征12

1.7 煤层气开采面临的挑战13

参考文献14

第2章 煤岩学基础知识16

2.1 煤阶16

2.2 工业分析和元素分析18

例2.1 干燥无灰基和干燥无矿物质基组分对比20

2.3 样品数量和置信限21

例2.2 Arkoma盆地Hartshorne煤岩密度24

2.4 样品采集和保存25

2.5 显微组分26

2.6 割理27

2.7 煤岩孔隙度29

2.8 煤岩密度33

例2.3 San Juan盆地Fruitland煤层有机组分密度和灰分密度34

2.9 煤层气组分和煤层气性质36

例2.4 平均煤层气Z系数40

2.10 煤层气解吸作用42

例2.5 解吸时间45

2.11 煤岩力学性质46

符号说明49

参考文献50

第3章 煤层气藏工程地质概念55

3.1 成煤时期、资源分布和沉积环境55

3.2 煤阶65

3.3 煤岩割理68

3.4 煤层气成因和组分——热成因气和生物成因气69

3.5 煤层气藏工程地质学新概念75

3.6 电缆测井77

符号说明83

参考文献84

第4章 煤层气含量测定方法90

4.1 直接法90

4.2 损失气量估算99

4.3 残余气量估算101

4.4 USBM直接法102

4.5 Smith-Williams法103

4.6 曲线拟合法105

4.7 质量标准化煤层气含量106

4.8 煤层气含量测定误差来源108

4.9 典型煤层气含量分析109

4.10 气测录井法110

4.11 煤样数量110

符号说明118

参考文献119

第5章 煤层气吸附特征121

5.1 朗格缪尔方程121

5.2 灰分和水分的影响，干燥无灰基和干燥无矿物质基吸附等温线125

5.3 煤阶对吸附特征的影响127

5.4 温度对吸附特征的影响128

例5.1 温度对吸附等温线的影响实例——美国Powder River盆地Dietz 3号煤层130

5.5 必需的等温线条数132

5.6 欠饱和现象137

5.7 二氧化碳、氮气及其他气体的吸附等温线138

5.8 多组分朗格缪尔等温线140

5.9 过饱和假象140

符号说明141

参考文献142

第6章 煤层渗透率146

6.1 煤层理论绝对渗透率147

例6.1 Arkoma盆地Hartshorne煤层割理渗透率和孔隙度149

6.2 应力对煤层渗透率的影响149

6.3 煤层气水相对渗透率154

6.4 煤基质吸附变形特性162

6.5 应力和煤基质收缩对煤层渗透率的综合影响163

符号说明168

参考文献169

第7章 煤层气井不稳定试井技术172

7.1 注入／压降试井172

例7.1 煤层气井压裂前压降测试174

7.2 DST测试178

7.3 罐注入测试179

7.4 段塞流试井180

7.5 诊断破裂注入测试180

7.6 压降试井和压力恢复试井182

例7.2 煤层气井压力恢复试井185

7.7 吸附压缩系数190

7.8 两相拟压力192

7.9 煤层气井试井过程中双重孔隙介质特征不明显的原因193

7.10 干扰试井195

7.11 微型先导性注入试验196

符号说明197

参考文献199

第8章 煤层气藏物质平衡方程202

8.1 煤层气物质平衡方程202

8.2 煤层气物质平衡方程求解方法208

例8.1 King方法煤层气储量计算实例——GRI煤层气井208

例8.2 King方法煤层气储量计算实例——美国Powder River盆地Canyon煤层211

8.3 修正King方法212

例8.3 修正King方法煤层气储量计算实例——GRI煤层气井213

例8.4 修正King方法煤层气储量计算实例——Canyon煤层气井214

8.4 Jensen—Smith修正后的物质平衡方程215

例8.5 Jensen—Smith方法煤层气储量计算实例——GRI煤层气井215

例8.6 Jensen—Smith方法煤层气储量计算实例——Canyon煤层气井216

8.5 煤层气采收率217

例8.7 GRI某煤层气井煤层气采收率的计算218

例8.8 Canyon煤层气井煤层气采收率的计算219

8.6 欠饱和煤层气藏物质平衡方程220

8.7 多组分煤层气物质平衡方程222

例8.9 多组分煤层气采收率的计算224

符号说明227

参考文献228

第9章 煤层气水流动方程229

9.1 煤层气流动方程229

例9.1 达到拟稳定流动所需要的时间233

9.2 吸附特征时间和达西流动特征时间235

9.3 无限大地层恒定产气量条件下井底压力求解方法237

例9.2 Warrior盆地煤层气井井底流压的计算238

9.4 有边界泄流区恒定产气量条件下井底压力求解方法240

例9.3 Arkoma盆地煤层气井井底流压的计算241

9.5 拟稳定流动状态下产气量求解方法242

9.6 有边界泄流区恒定井底压力条件下产气量求解方法243

9.7 煤层水流动方程243

例9.4 欠饱和煤层气井井底流压的计算244

符号说明246

参考文献248

第10章 煤层气藏衰竭式开采特征250

10.1 煤层气藏衰竭式开采零维模型251

例10.1 Uinta盆地Drunkard's Wash煤层气田Utah#25-7-6井的衰竭式开采特征253

10.2 干煤层煤层气开采特征262

例10.2 Arkoma盆地两口煤层气井的衰竭式开采特征262

10.3 欠饱和煤层气藏衰竭式开采特征265

例10.3 Warrior盆地Rock Creek项目Marylee煤层气井的衰竭式开采特征267

10.4 煤层气井递减曲线分析269

例10.4 犹他州Drunkard's Wash煤层气田Utah#25-7-6井递减曲线分析271

例10.5 Arkoma盆地两口煤层气井的递减曲线分析272

10.5 衰竭式开采过程中煤层气组分变化特征273

例10.6 室内衰竭式开采试验过程中煤层气组分变化特征277

例10.7 San Juan盆地煤层气井衰竭式开采过程中煤层气组分变化特征281

10.6 渗透率变化对煤层气衰竭式开采特征的影响282

符号说明283

参考文献285

第11章 煤层气藏数值模拟技术289

11.1 煤层气数值模型的发展289

11.2 数值模拟在煤储层综合评价中的应用292

11.3 煤层气井随机模拟技术293

11.4 注气提高煤层气采收率和二氧化碳封存数值模拟研究295

11.5 基础数据296

11.6 历史拟合297

例11.1 利用零维模型和网格模型对欠饱和煤层进行数值模拟研究300

例11.2 欠饱和煤层割理压缩系数的影响304

例11.3 吸附时间对煤层气井生产动态特征的影响306

符号说明310

参考文献311

第12章 注气提高煤层气采收率和二氧化碳封存技术316

12.1 二元朗格缪尔吸附方程316

例12.1 双组分气体混合物的煤层气含量317

12.2 注气提高煤层气采收率（ECBM）和二氧化碳煤层封存的早期历史318

12.3 煤层气藏线性驱替评价方法325

例12.2 San Juan盆地Tiffany区块注气提高煤层气采收率先导性试验区的氮气突进330

例12.3 注气提高煤层气采收率过程中朗格缪尔压力对二氧化碳突破的影响333

12.4 注气提高煤层气采收率或二氧化碳封存过程中煤层绝对渗透率的变化337

12.5 二氧化碳封存零维模型339

例12.4 San Juan煤层二氧化碳封存数值模拟研究341

符号说明345

参考文献346