一種基于排采資料的煤層滲透率計算方法
【專利說明】一種基于排采資料的煤層滲透率計算方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤層氣儲層評價技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于排采資料的煤層滲透率 計算方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 煤層氣的勘探開發(fā)對于增加天然氣的有效供給、提高煤炭及天然氣資源的安全開 發(fā)及綜合利用、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)等都具有十分重要的意義。煤層滲透率是煤層氣勘探開發(fā)有 利區(qū)評價與優(yōu)選過程中的關(guān)鍵參數(shù)之一。滲透率直接決定了煤層氣井開發(fā)效果以及煤層氣 井排采栗的選擇、排采制度的安排等。
[0003]目前，煤層滲透率最主要的獲取方法是通過取煤心在實驗室進(jìn)行測量。該方法不 僅成本高，并且難以準(zhǔn)確測量煤層滲透率。由于煤層較軟，在取心過程中煤層極易破碎，難 以得到相對標(biāo)準(zhǔn)的煤心；同時煤心取到地面后，作用在煤層的壓力和溫度的變化會導(dǎo)致煤 層滲透率的變化。此外，由于煤層超低滲透率，一般實驗設(shè)備測量精度不高，導(dǎo)致煤層滲透 率難以準(zhǔn)確測量。
[0004]對于類似于煤層氣井等不能自噴井，可以采取先從井口注入流體，然后關(guān)井測壓 降曲線的方法進(jìn)行儲層研究。根據(jù)注入/壓降試井測試滲透率原理以及Hornor曲線（如 圖1所示），利用壓力恢復(fù)曲線徑向流直線段的斜率計算儲層滲透率。注入壓降試井的注入 過程，應(yīng)以不壓裂地層為好，如果注入過程井底出現(xiàn)壓裂裂縫，會使解釋模型在不同階段發(fā) 生變化，容易造成解釋的誤差增大。
[0005] 目前煤層滲透率主要通過現(xiàn)場取心和實驗室測量以及現(xiàn)場注入\壓降測試的方 法，前面論述的兩類主要煤層滲透率獲取方法都需要實驗室或者現(xiàn)場的試驗才能得到煤層 滲透率，存在成本高、容易破壞煤層等多方面的問題，本發(fā)明利用煤層氣井在生產(chǎn)過程中的 數(shù)據(jù)來直接得到煤層滲透率，經(jīng)濟(jì)可行。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 本發(fā)明的目的在于解決上述方法成本高，以及由于煤易碎導(dǎo)致的取心困難以及測 量精度不高的問題，提供一種基于排采資料的煤層滲透率計算方法，該方法利用煤層氣井 在生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)來直接得到煤層滲透率，用于煤層氣有利區(qū)的評價以及排采制度的合 理安排，經(jīng)濟(jì)可行，為煤層氣儲層高效勘探開發(fā)提供指導(dǎo)。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0008] -種基于排采資料的煤層滲透率計算方法，所述方法按照以下步驟進(jìn)行操作：
[0009] 1)對煤層氣井進(jìn)行排采，并獲取煤層氣井初始液面、日排水量以及每天動液面數(shù) 據(jù)；
[0010] 2)獲取排采段煤層厚度、井眼半徑、水的粘度以及煤層壓縮系數(shù)參數(shù)，利用公式轉(zhuǎn) 換得到包含煤層滲透率的變量；
[0011] 3)對該變量通過方程擬合得到煤層滲透率。
[0012] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：
[0013] 所述步驟1)中，在煤層氣井排采之前，記錄煤層氣井初始液面；其中，液面記錄以 煤層井口為〇點，向下為正。
[0014] 所述步驟1)中，在煤層氣井排采過程中記錄每天液面以及排水量。
[0015] 所述初始液面和動液面均為垂直狀態(tài)下液面，如為斜井還需要轉(zhuǎn)化到垂直狀態(tài) 下。
[0016] 所述步驟2)中，選取煤層氣井單相流的排采數(shù)據(jù)來計算。
[0017] 所述步驟2)中，包含煤層氣井滲透率的變量按照如下公式獲?。?br>[0018]
[0019] i為時間記錄點，d;
[0020] 為第i天對應(yīng)有效半徑，m;
[0021]r為井眼半徑，m;
[0022]S為表皮系數(shù)，無量綱；
[0023] K為煤層滲透率，mD;
[0024] a為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)；
[0025] h為煤層厚度，m;
[0026] Sl為第i天動液面，m;
[0027] s。為煤層氣井初始液面。
[0028] Qi為第i天排水量，m3/d;
[0029] y為水的粘度，mPa.s;
[0030] g為重力加速度，m/s2;
[0031] Cp為煤層壓縮系數(shù)，MPa1;
[0032] Mi為第i個時間記錄點對應(yīng)包含滲透率特征變量值mDS
[0033] 由于有效半徑與排采時間成線性關(guān)系，因此，具體方程表述為：
[0034]
(2)
[0035] 其中，b為簡化系數(shù)；
[0036] 所述步驟3)中，煤層滲透率的計算方法為：
[0037] 通過對獲得數(shù)據(jù)按照式（2)擬合，通過使下式最小來得到滲透率K:
[0038]
[0039] 其中，m為所記錄煤層排采段總時間。
[0040] 本發(fā)明還公開了一種基于排采資料的煤層氣井壓后滲透率計算方法，其特征在 于，包括以下步驟：
[0041] 1)選取一口實際煤層氣排采井，記錄該井初始液面s。，同時持續(xù)排水并記錄每天 排水量以及動液面；
[0042] 2)利用步驟1)獲取的煤層氣井初始液面s。、日排水量以及動液面排采參數(shù)，獲取 排采井煤層厚度、井眼半徑以及水的密度、粘度參數(shù)，利用公式轉(zhuǎn)換得到包含煤層氣井滲透 率的變量，按照如下公式獲?。?br>[0043]
[0044] 3)通過對步驟2)獲得數(shù)據(jù)按照- 方程擬合，通過使下式最小來得 到滲透率K，
[0045]
[0046] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0047] 本發(fā)明計算煤層滲透率的方法，利用排采資料計算煤層滲透率以及煤層壓縮系數(shù) 的方法，實現(xiàn)了在煤層氣儲層評價中，利用排采資料所記錄的日產(chǎn)水量與液面變化情況來 計算煤層滲透率，能在井下溫度和壓力條件下得到煤層滲透率，計算結(jié)果經(jīng)濟(jì)可靠，避免了 當(dāng)前實驗室測量方法成本高取心難度大以及注入\壓降測試方法由于破壞煤層到時解釋 精度誤差大的缺點，為煤層氣儲層高效勘探開發(fā)提供了準(zhǔn)確可靠的參數(shù)。 【【附圖說明】】
[0048] 圖1是Horner曲線示意圖；
[0049] 圖2是本發(fā)明實施例1提供的實際井液面與排量隨時間變化圖；
[0050] 圖3是本發(fā)明實施例1提供的包含煤層滲透率特征變量擬合圖；
[0051] 圖4是本發(fā)明實施例2提供的實際井液面與排量隨時間變化圖；
[0052] 圖5是本發(fā)明實施例2提供的包含煤層滲透率特征變量擬合圖。 【【具體實施方式】】
[0053] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0054] 實施例1 :
[0055] 參見圖2和圖3,基于排采資料的煤層滲透率計算方法，包括以下步驟：
[0056] 步驟一，選取一口實際煤層氣排采井，通過該井所處構(gòu)造位置、煤層頂?shù)装鍘r性以 及壓裂施工曲線等綜合判斷該井沒有發(fā)生越流補(bǔ)給（沒有外來水通過煤層排出），記錄該 井初始液面s。，同時持續(xù)排水并記錄每天排水量以及動液面。
[0057]步驟二，利用步驟一獲取的煤層氣井初始液面以及日排水量、動液面等排采參數(shù)， 獲取排采井煤層