煤巖類型對煤儲層吸附/解吸特征影響及實踐意義-以保德區(qū)塊為例

侯 偉，徐鳳銀，張 雷，張 偉，孟艷軍，劉其虎，李永臣，樊洪波，王虹雅，張雙源，張 文

(1.中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心有限責(zé)任公司，北京 100095；2.中石油煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100028；3.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 山西 太原 030024)

煤層氣吸附/解吸特征及其影響因素的研究對于煤層氣高效開發(fā)具有重要意義。煤層氣吸附理論研究表明，煤對甲烷的吸附能力，除受外部因素(如壓力、水分、溫度等)的影響外，還受煤自身特性(如煤的物質(zhì)組成、變質(zhì)程度)的影響[1-3]。在物質(zhì)組成方面，P.J.Crosdale 等[4]對澳大利亞鮑恩盆地煤吸附性能與組分關(guān)系的研究認為，在大多數(shù)情況下，亮煤(富含鏡質(zhì)組)的吸附能力高于暗煤(富含惰質(zhì)組)。張群等[5]實驗研究表明，在平衡水分條件下，煤的Langmuir 體積與鏡質(zhì)組含量成正比，與惰質(zhì)組成反比，鏡質(zhì)組的吸附能力大于惰質(zhì)組，這與M.N.Lamberson 等[6]對加拿大煤樣的研究結(jié)果相吻合。在變質(zhì)程度方面，孫麗娟[7]發(fā)現(xiàn)煤的吸附能力隨變質(zhì)程度升高呈現(xiàn)出“低-高-低”的變化規(guī)律，煤對甲烷的吸附速率隨變質(zhì)程度的升高也呈現(xiàn)出“高-低-高”的變化趨勢。陳振宏等[8]研究不同變質(zhì)程度煤的煤層氣解吸特征及解吸速率差異，認為差異來源于煤基質(zhì)收縮效應(yīng)和自調(diào)節(jié)效應(yīng)，本質(zhì)為分子結(jié)構(gòu)、孔裂隙發(fā)育特征及顯微組分差異。在含水率方面，J.I.Joubert 等[9]認為煤對甲烷的吸附能力隨水分的增加逐漸降低，但當(dāng)水分含量超過臨界值后將不再對甲烷吸附能力產(chǎn)生影響。B.M.Krooss 等[10]研究發(fā)現(xiàn)煤中水分子和含氧官能團之間存在著很強的相互作用，從而導(dǎo)致煤吸附甲烷分子的能力隨煤中水分含量的增高而下降。

宏觀煤巖類型是煤整體外觀光亮程度的綜合體現(xiàn)，是按照同一變質(zhì)程度煤的平均光澤強度所劃分的，依次分為光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤四類。煤潤濕性是指煤體界面由煤-氣界面轉(zhuǎn)變?yōu)槊?水界面的現(xiàn)象，它是煤吸附液體的一種能力。在煤礦注水抑塵領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者對煤潤濕性開展了大量研究并給出了煤潤濕性的定量判定標準-接觸角[11-12]。不同煤樣的潤濕性存在很大差異，主要源于不同煤巖類型煤物質(zhì)組成、含量和結(jié)構(gòu)差異。

以上研究成果表明，水分對煤層氣的吸附/解吸具有重要影響，但目前直接關(guān)于煤巖類型及其潤濕性對煤層氣吸附/解吸影響的實踐應(yīng)用研究甚少。煤的潤濕性會影響其含水率、水的分布、煤層氣吸附/解吸特征和排水降壓難易程度，進而影響煤層氣的產(chǎn)出效率。以往煤層氣井取心樣品的等溫吸附實驗通常采用綜合樣，忽略了煤層垂向煤巖類型非均質(zhì)性對煤層氣吸附/解吸特征及煤層氣井產(chǎn)能的影響，這也是煤巖實驗分析參數(shù)與煤層氣井生產(chǎn)參數(shù)存在一定差別的重要原因之一。

基于以上問題，筆者以我國中-低階煤煤層氣開發(fā)熱點地區(qū)保德區(qū)塊為例，基于該區(qū)塊新實施并即將投產(chǎn)的BX-2 煤層氣井8+9 號煤層的不同宏觀煤巖類型煤心樣的煤巖煤質(zhì)實驗、甲烷等溫吸附/解吸實驗、潤濕性實驗分析，研究宏觀煤巖類型及其潤濕性對煤層氣吸附/解吸的影響及其機制；同時結(jié)合該井的解吸參數(shù)與解吸階段分析，提出該井煤層氣排采階段劃分及生產(chǎn)制度優(yōu)化建議，以期為該區(qū)塊新區(qū)煤層氣的高效開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)特征及煤巖類型

1.1 煤層氣地質(zhì)特征

保德區(qū)塊位于山西省保德縣和陜西省府谷縣(圖1)，地勢東高西低，區(qū)塊面積為476.46 km2，地表高程為800～1 250 m。構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地東緣晉西撓褶帶北段、呂梁山西側(cè)，總體構(gòu)造形態(tài)簡單，表現(xiàn)為向西傾的單斜構(gòu)造，走向近南北，斷層和褶皺不發(fā)育。

圖1 保德區(qū)塊地理位置[13]Fig.1 Geographic location map of Baode Block[13]

該區(qū)主要含煤地層為二疊系山西組和石炭-二疊系太原組(圖2)，山西組沉積環(huán)境以河流三角洲相為主，地層厚度60～90 m，太原組沉積環(huán)境以海陸交互相為主，地層厚度50～90 m。主要煤層氣勘探目的層為山西組4+5 號煤層和太原組8+9 號煤層；4+5 號煤層埋深為300～1 200 m，8+9 號煤層埋深比4+5 號煤層增加50～90 m，煤層埋深適中[13-15]。主力煤層宏觀煤巖類型為半暗-半亮煤，宏觀煤巖組分以暗煤和亮煤為主。煤巖鏡質(zhì)體反射率在0.71%～1.22%，屬于低、中變質(zhì)程度煙煤，滲透率為(2～10)×10-3μm2，壓力系數(shù)為0.65～1.10，屬于欠壓-常壓儲層[16]。煤層含氣量為0～12 m3/t，自東向西含氣量有逐漸增高的趨勢[13]。

圖2 保德區(qū)塊煤系綜合柱狀圖(據(jù)文獻[15]，修改)Fig.2 General stratigraphic column of coal-measure strata in Baode Block (Modified from Reference [15])

1.2 宏觀煤巖類型精細描述

為查明不同煤巖類型煤樣的等溫吸附/解吸特征差異，本次對保德區(qū)塊BX-2 井太原組8+9 號煤層煤心開展分層觀察描述、巖心歸位校正和樣品采集工作，煤層分層描述結(jié)果見表1，其中宏觀煤巖類型的劃分標準遵照GB/T 18023-2000《煙煤的宏觀煤巖類型分類》執(zhí)行。BX-2 井8+9 號煤心樣的凈煤層總厚度為15.3 m，煤層宏觀煤巖類型以光亮和半亮煤為主，其次為半暗煤和暗淡煤，煤體結(jié)構(gòu)以原生結(jié)構(gòu)煤為主，煤層頂板為泥巖(厚度1.8 m)，中上部和底部分別發(fā)育0.8 m和1.0 m 厚的泥巖夾矸，煤層底板為粉砂質(zhì)泥巖(厚度1.5 m)。

根據(jù)煤心宏觀煤巖類型分層數(shù)據(jù)(表1)，BX-2 井太原組8+9 號煤層中光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤的各分層厚度占總凈煤層厚度比依次約為22%、48%、22%和8%。

2 樣品采集、實驗方法及基礎(chǔ)參數(shù)特征

2.1 樣品采集

本次研究中，煤巖類型分析、煤巖煤質(zhì)分析、煤潤濕性實驗和煤等溫吸附/解吸實驗所用樣品均采自保德區(qū)塊BX-2 井太原組8+9 號煤層的連續(xù)煤心。以往基于煤巖類型差異分析的煤礦井下分層采樣工作，受限于煤層厚度大、井下光線差、煤壁粉塵多等原因，很難進行全層段準確描述，且所采樣品多為混合樣。與以往煤礦井采樣相比，本次研究采用煤層氣井煤心樣，在采樣條件、采樣過程及樣品挑選方面，最大程度提高了采樣精度，足以保證取樣的精確性、代表性及實驗結(jié)果的可靠性。

本次研究所用實驗煤樣的取樣位置均為該井8+9號煤層的不同宏觀煤巖類型分層(表1)，所取樣品煤級均為氣煤。

鑒于本次研究主要強調(diào)宏觀煤巖類型的差異，且煤層厚度較大，因此在樣品遴選上尤為慎重。具體樣品采集和處理步驟如下：①基于全段煤心整體宏觀煤巖類型描述結(jié)果，初步篩選取樣層段；② 在各初選層段內(nèi)精確選取典型的不同宏觀煤巖類型層段(每段厚度約為0.3 m)(表1)；③將步驟②中所取各段樣品分別粉碎均勻制樣備用。

表1 保德區(qū)塊BX-2 井太原組8+9 號煤層宏觀煤巖描述Table 1 Description of No.8+9 Coal Seam of Taiyuan Formation in Well BX-2 of Baode Block

所有煤樣經(jīng)現(xiàn)場描述和采集后立即裝入采樣袋內(nèi)，將袋口扎緊，防止污染與氧化，并及時運回實驗室開展相關(guān)實驗測試工作。為保證各項實驗結(jié)果的可對比性，同一宏觀煤巖類型樣品的系列實驗，均將該類型煤樣粉碎攪拌均勻后再進行制樣測試。

2.2 實驗方法

1) 煤巖等溫吸附/解吸實驗

等溫吸附實驗是表征煤吸附氣體能力的主要方法[17-18]，本次對不同煤巖類型樣品開展甲烷等溫吸附/解吸實驗，遵照GB/T 19560-2008《煤的高壓等溫吸附試驗方法》執(zhí)行。

2) 煤巖潤濕角測定實驗

接觸角法測量煤表面的潤濕性，就是將煤樣進行壓片處理，然后測出液體在煤壓片上的接觸角值，進而根據(jù)接觸角的大小來判斷煤樣的潤濕性。接觸角越大，煤的親水性越弱，疏水性越強。

本次研究采用座滴法來測量煤的接觸角，具體操作步驟如下：將砂紙研磨后的煤樣放在載物臺上，并保證煤樣表面水平；取模擬地層水3 μL，然后使其輕輕與煤樣表面接觸；待水滴穩(wěn)定后，利用軟件分析求得水在煤樣表面的接觸角。實驗中，待測液體在每個煤樣表面的不同位置連續(xù)測試5 次，取其平均值。

2.3 煤巖煤質(zhì)特征

保德區(qū)塊8+9 號煤樣的工業(yè)分析遵照GB/T 212-2008《煤的工業(yè)分析方法》執(zhí)行，顯微組分組含量測定遵照GB/T 8899-2013《煤的顯微組分組和礦物測定方法》執(zhí)行，測試結(jié)果見表2。工業(yè)分析測試結(jié)果表明，8+9 號煤不同煤巖類型樣品的水分(Mad)、灰分(Ad)、揮發(fā)分(Vdaf)、固定碳(FCd)含量存在差異，其中，暗淡煤灰分含量最高，而光亮煤灰分最低；顯微組分測試結(jié)果表明，8+9 號煤，暗淡煤礦物質(zhì)含量最高，鏡質(zhì)組含量最低，而光亮煤礦物質(zhì)含量最低，鏡質(zhì)組含量最高。

表2 保德區(qū)塊8+9 煤樣的工業(yè)分析和顯微組分測試結(jié)果Table 2 Proximate and maceral analysis of the results of coal samples in Baode Block

2.4 煤濕潤性特征

保德區(qū)塊8+9 號煤樣的潤濕接觸角測試結(jié)果見表3。從表中可以看出，不同煤巖類型煤樣潤濕性存在很大差異，接觸角由大到小順序依次為光亮煤＞半亮煤＞半暗煤＞暗淡煤，暗淡煤的親水性最強，光亮煤親水性最弱。煤樣所表現(xiàn)出來的潤濕性差異源于不同煤巖類型煤物質(zhì)組成、含量和結(jié)構(gòu)差異。

結(jié)合煤的工業(yè)分析及煤巖組分及潤濕性分析結(jié)果(表2、表3)可知，煤的物質(zhì)組成對其潤濕性具有顯著影響。無機礦物(灰分)具有親水性，灰分越高，煤的親水性越強；而揮發(fā)分通常具疏水性，揮發(fā)分越高，煤的親水性越弱。相對于暗煤，鏡煤的灰分更低，揮發(fā)分更高，因而親水性更弱。

表3 不同煤巖類型煤樣的接觸角測試結(jié)果Table 3 Contact angle test results of coal samples of different coal lithotypes

3 不同宏觀煤巖類型煤吸附/解吸特征差異

3.1 Langmuir 常數(shù)

基于保德區(qū)塊8+9 號煤不同宏觀煤巖類型樣品等溫吸附/解吸實驗數(shù)據(jù)，采用Langmuir 方程擬合計算得到保德不同煤巖類型煤樣等溫吸附常數(shù)，見表4，從表中可以看出，光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤樣品的Langmuir 體積依次呈逐漸降低趨勢，Langmuir 壓力則沒有明顯規(guī)律；表明光亮煤和半亮煤相對于半暗煤和暗淡煤更利于煤層氣吸附。

表4 保德區(qū)塊不同宏觀煤巖類型煤樣Langmuir 等溫吸附常數(shù)Table 4 Isothermal adsorption parameters of coal samples with different coal lithotypes in Baode Block

對比不同宏觀煤巖類型煤樣的等溫吸附/解吸曲線(圖3，圖4，其中，Vg為吸附解吸氣體量)，也可以發(fā)現(xiàn)，暗淡煤、半暗煤、半亮煤和光亮煤的吸附能力和解吸潛力總體依次均呈增大趨勢。

圖3 保德區(qū)塊不同宏觀煤巖類型煤樣等溫吸附/解吸曲線Fig.3 Isothermal adsorption curves of coal samples in Baode Block

結(jié)合煤巖潤濕性測試結(jié)果可知，不同煤巖類型煤樣的潤濕性特征與等溫吸附/解吸特征具有很好的相關(guān)性(表3，表4，圖4)。暗淡煤親水性最強，吸附能力最弱和解吸潛力最小；光亮煤親水性最弱，吸附能力最強和解吸潛力最大；半暗煤和半亮煤介于兩者中間。

圖4 保德區(qū)塊不同煤巖類型樣品等溫吸附/解吸差異Fig.4 Isothermal adsorption/desorption curves of samples of different lithotypes in Baode Block

3.2 啟動壓力、轉(zhuǎn)折壓力和敏感壓力

為定量分析煤層氣解吸過程特征對煤層氣井產(chǎn)能的影響，孟艷軍等[19]提出基于Langmuir 方程的煤層氣解吸階段劃分理論，分別定義了啟動壓力(pst)、轉(zhuǎn)折壓力(ptu)和敏感壓力(pse)3 個節(jié)點壓力。其中，啟動壓力是Langmuir 方程曲率曲線的拐點壓力，當(dāng)壓力降至該壓力點以下時，煤層氣解吸效率由基本不變轉(zhuǎn)化為緩慢增大，該點煤層氣解吸效率為0.55 (m3/t)/MPa。轉(zhuǎn)折壓力是Langmuir 方程曲率曲線的一個駐點壓力，當(dāng)壓力降至該壓力點以下時，煤層氣解吸效率由緩慢增大轉(zhuǎn)化為快速增大，該點煤層氣解吸效率為1.0 (m3/t)/MPa。敏感壓力是Langmuir 方程曲率曲線的另一個駐點壓力，當(dāng)壓力降至該壓力點以下時，煤層氣解吸效率由快速增大轉(zhuǎn)化為急速增大，該點煤層氣解吸效率為2.59 (m3/t)/MPa。3 個節(jié)點壓力的計算公式如下：

依據(jù)這3 個節(jié)點壓力，可將煤層氣的理論解吸階段劃分為低效、緩慢、快速和敏感解吸階段[19]。其中，低效解吸階段和緩慢解吸階段解吸效率較低，對煤層氣井產(chǎn)能貢獻較小，可視為無效階段；快速和敏感解吸階段解吸效率較高，對煤層氣井產(chǎn)能貢獻較大，可視為有效階段。

基于上述煤層氣解吸階段劃分理論，本次研究計算得到了保德區(qū)塊BX-2 井太原組8+9 號層不同煤巖類型煤樣的3 個節(jié)點壓力，將各煤樣理論解吸階段劃分為3 個階段，如圖3 所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)宏觀煤巖類型由暗淡煤向光亮煤過渡時，對應(yīng)的啟動壓力、轉(zhuǎn)折壓力和敏感壓力均逐漸增大(表5，圖5)，各解吸階段范圍也逐漸向高壓區(qū)間方向(右側(cè))偏移(圖3)；在相同臨界解吸壓力下，解吸過程中光亮煤和半亮煤對應(yīng)的有效階段區(qū)間寬度明顯要大于半暗煤和暗淡煤。因此，從解吸階段產(chǎn)能貢獻角度來講，光亮煤和半亮煤有利于煤層氣開發(fā)，而暗淡煤和半暗煤則不利于煤層氣開發(fā)。

圖5 BX-2 井8+9 號煤層不同煤巖類型煤樣不同解吸階段劃節(jié)點壓力Fig.5 Node pressure of coal samples of different lithotypes in No.8+9 Coal Seam of Well BX-2 at different desorption stages

表5 BX-2 井太原組8+9 號煤層吸附/解吸特征參數(shù)Table 5 Adsorption/desorption characteristic parameters of No. 8+9 Coal Seam in Taiyuan Formation of Well BX-2

3.3 煤巖類型對吸附/解吸特征的影響機制

煤儲層煤巖類型及其潤濕性對煤層氣吸附/解吸特征存在一定影響[20-23]。煤巖類型對煤樣甲烷吸附/解吸特征的影響機制主要體現(xiàn)在：不同煤巖類型煤的物質(zhì)組成和潤濕性的差異對吸附/解吸特征的影響。

煤中鏡質(zhì)組含量增加會增強煤儲層甲烷吸附能力，而無機礦物(灰分)的存在會導(dǎo)致煤儲層甲烷吸附能力的降低。光亮煤和半亮煤的鏡質(zhì)組含量高于半暗煤和暗淡煤，而灰分含量低于半暗煤和暗淡煤。因此，從煤的物質(zhì)組成角度可以解釋光亮煤和半亮煤吸附能力大于半暗煤和暗淡煤。此外，由于煤與水分子間的作用力遠大于煤與甲烷分子間的作用力，故三者共存的情況下，水分子與甲烷分子在煤體表面產(chǎn)生競爭吸附，水分子會置換出來部分吸附甲烷，導(dǎo)致煤儲層甲烷吸附能力降低。不同宏觀煤巖類型煤的潤濕性不同，半暗煤和暗淡煤親水性更強，水分含量更高，水鎖效應(yīng)更強，從而抑制了煤儲層甲烷吸附/解吸能力。Zhou Juan 等[20]通過分子模擬技術(shù)研究證實，含水率的增加會導(dǎo)致干酪根對甲烷的吸附能力明顯降低(圖6)；因為水分子占據(jù)了干酪根基質(zhì)中的部分吸附位點，阻止甲烷進入納米孔，而導(dǎo)致甲烷吸附能力下降。

圖6 不同含水率干酪根甲烷分子模擬等溫吸附曲線(溫度338.15 K)(據(jù)文獻[20]，修改)Fig.6 Molecular simulation isothermal adsorption curves of kerogen methane with different moisture contents (temperature 338.15 K) (Modified from reference [20])

本次研究中保德區(qū)塊煤樣對甲烷的吸附能力和解吸潛力均隨著宏觀煤巖類型由光亮煤到暗淡煤而降低的結(jié)果，與前人關(guān)于煤巖組分和水分對煤層氣吸附/解吸影響的實驗結(jié)果與理論模擬研究的認識相吻合。這也指示在煤層氣的儲量評估和開發(fā)效果預(yù)測時不能忽略煤巖類型及潤濕性差異帶來的影響。

4 實踐意義

本文實驗煤樣采自保德區(qū)塊BX-2 井太原組8+9 號煤層。2022 年1 月底，該井已經(jīng)完成鉆完井工作，即將進入排采階段，亟需給出排采階段的劃分和排采制度的優(yōu)化建議。

以往煤層氣井等溫吸附參數(shù)取值多采用煤層分層采樣測試數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，往往忽略了煤層垂向宏觀煤巖類型非均質(zhì)性對等溫吸附參數(shù)的影響，從而導(dǎo)致取值存在一定程度的失真。為此，本次研究依據(jù)本文第2 節(jié)中BX-2 井8+9 號煤層宏觀煤巖類型描述數(shù)據(jù)計算得到的光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤的分層厚度占比參數(shù)，將不同煤巖類型煤樣的各項解吸特征參數(shù)進行加權(quán)平均計算，得到了該井8+9 號煤層的吸附/解吸特征參數(shù)的加權(quán)平均值(表6)。

表6 BX-2 井太原組8+9 號煤層吸附/解吸特征參數(shù)Table 6 Adsorption/desorption characteristic parameters of No. 8+9 Coal Seam of Taiyuan Formation in Well BX-2

表6 顯示，該井8+9 號煤層敏感壓力、轉(zhuǎn)折壓力、啟動壓力分別為0.99、3.19、5.25 MPa。依據(jù)這3 個節(jié)點壓力，可將該井的理論解吸階段劃分為低效解吸、緩慢解吸、快速解吸和敏感解吸4 個階段(圖7)。但實際生產(chǎn)中，由于吸附能力、儲層壓力和含氣飽和度等的差異，多數(shù)井不會經(jīng)歷全部低效和緩慢解吸階段，因為在漫長的地質(zhì)演化史中，煤層可能已經(jīng)歷部分解吸階段[19]。根據(jù)BX-2 井試井結(jié)果和鄰井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，8+9 號煤層的儲層壓力為4.71 MPa，臨儲比為0.73，臨界解吸壓力為3.44 MPa。該井臨界解吸壓力高于轉(zhuǎn)折壓力(3.19 MPa)，低于啟動壓力(5.25 MPa)，所以該井投入生產(chǎn)后將不經(jīng)過低效解吸階段，而是從緩慢解吸階段開始，經(jīng)歷緩慢解吸、快速解吸和敏感解吸3 個階段(圖7)。參考前人劃分方案[24]，本次研究將保德區(qū)塊BX-2 井的排采階段劃分為排水降壓階段(未解吸)、不穩(wěn)定產(chǎn)氣階段(緩慢或快速解吸階段)、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段(快速或敏感解吸階段)和產(chǎn)氣衰減階段(敏感解吸階段)(表7)。

圖7 BX-2 井8+9 號煤層解吸階段劃分Fig.7 Schematic diagram of desorption stage division of No.8+9 Coal Seam in Well BX-2

表7 保德區(qū)塊煤層氣井排采階段劃分及其特征對比(據(jù)文獻[24]，修改)Table 7 Division and characteristic comparison of CBM well drainage and production stages in Baode Block (Modified from reference[24])

在排采階段劃分基礎(chǔ)上，本次研究從吸附/解吸特征及其對滲透率動態(tài)變化影響的角度，提出了保德區(qū)塊BX-2 井生產(chǎn)過程中不同排采階段的排采制度優(yōu)化建議：該井排水降壓階段要適當(dāng)控制排水速度，緩慢降低動液面，減少應(yīng)力敏感效應(yīng)對煤層滲透性的傷害；不穩(wěn)定產(chǎn)氣階段要適當(dāng)控制套壓和產(chǎn)氣增速，盡量擴大煤層氣的解吸半徑；穩(wěn)定產(chǎn)氣階段和產(chǎn)氣衰減階段應(yīng)適當(dāng)增大生產(chǎn)壓差，利用這2 個階段煤層氣解吸效率高的優(yōu)勢盡量延長產(chǎn)氣高峰期和穩(wěn)產(chǎn)期，有效提高煤層氣井的最終采收率。

5 結(jié) 論

a.保德區(qū)塊8+9 號煤層暗淡煤、半暗煤、半亮煤和光亮煤的潤濕角分別為61.2°、63.7°、67.8°和79.3°。潤濕角由大到小順序為光亮煤＞半亮煤＞半暗煤＞暗淡煤，暗淡煤的親水性最強，光亮煤親水性最弱。煤樣潤濕性差異源于不同宏觀煤巖類型煤物質(zhì)組成、含量和結(jié)構(gòu)差異。

b.暗淡煤、半暗煤、半亮煤和光亮煤的吸附能力和解吸潛力均依次呈增大趨勢。煤潤濕性影響含水率，間接影響煤層氣吸附/解吸特征。煤巖類型對吸附/解吸特征的影響機制主要體現(xiàn)在不同煤巖類型煤物質(zhì)組成和潤濕性的差異。在煤層氣的儲量評估和開發(fā)效果預(yù)測時不能忽略宏觀煤巖類型及潤濕性差異帶來的影響。

c.保德區(qū)塊BX-2 井8+9 號煤層光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤的厚度占比分別約為22%、48%、22%和8%。解吸階段劃分理論計算表明：該井光亮煤和半亮煤對應(yīng)的啟動壓力、轉(zhuǎn)折壓力和敏感壓力均高于暗淡煤和半暗煤；在相同的臨界解吸壓力下，解吸過程中光亮煤和半亮煤對應(yīng)的有效階段區(qū)間寬度明顯要大于半暗煤和暗淡煤。從解吸階段產(chǎn)能貢獻角度來講，光亮煤和半亮煤更有利于煤層氣開發(fā)。

d.基于保德區(qū)塊BX-2 井8+9 號煤層中不同煤巖類型煤分層的厚度占比參數(shù)，計算得到了解吸特征參數(shù)的加權(quán)平均值，該井敏感壓力、轉(zhuǎn)折壓力、啟動壓力分別為0.99、3.19、5.25 MPa，結(jié)合儲層壓力為4.71 MPa，可將該煤層氣井的解吸階段劃分為緩慢解吸、快速解吸和敏感解吸3 個階段。

e.BX-2 井排采階段可劃分為排水降壓、不穩(wěn)定產(chǎn)氣、穩(wěn)定產(chǎn)氣和產(chǎn)氣衰減4 個階段。單相排水階段要控制排水速度，減少應(yīng)力敏感效應(yīng)對滲透性的傷害；不穩(wěn)定產(chǎn)氣階段要適當(dāng)控制套壓，盡量擴大解吸半徑；穩(wěn)定產(chǎn)氣和產(chǎn)氣衰減階段應(yīng)適當(dāng)增大生產(chǎn)壓差，利用解吸效率高的優(yōu)勢延長產(chǎn)氣高峰期和穩(wěn)產(chǎn)期。