[發明專利]多層疊置煤層氣系統開采井設計方法

有效

• 申請號: 201410399042.7
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104295292B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 吳財芳;李騰;劉小磊;張曉陽;霍戰波;周琦忠
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/14
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

1.多層疊置煤層氣系統開采井設計方法，包括確定含氣系統層，確定構建垂直鉆井的數量及垂直鉆井的結構形式，含氣系統層的構造為直接底板（7）、開采煤層（8）、直接頂板（9）和上部巖層（10），下面結合三層含氣系統層結合垂直鉆井進行詳細描述，各垂直鉆井垂直鉆進相應的含氣系統層的直接底板（7）層，并只在相應的含氣系統層內開通射孔，然后再進行排采，其特征是：該多層疊置煤層氣系統開采井設計方法包括以下三個方面：

第一方面：根據多煤層區各煤層水頭高度計算各煤層視儲層壓力，以視儲層壓力作為煤層氣藏含氣系統層劃分的依據，將具有相同視儲層壓力的儲層劃分為同一含氣系統層。

第二方面：利用COMET3煤層氣藏數值模擬軟件確定各含氣系統層中各煤層的煤層氣產能貢獻，選擇產能較高的煤層作為煤層氣開采的主要目的層。

第三方面：根據多煤層區含氣系統層的數量確定鉆井平臺需要鉆進的垂直鉆井數量，并據此確定各垂直鉆井的射孔及非射孔層位；其中鉆井平臺密度利用COMET3煤層氣數值模擬軟件進行模擬計算。

2.根據權利要求1所述的多層疊置煤層氣系統開采井設計方法，其特征是：根據多煤層區各煤層地下水水頭高度，利用公式P=0.01·ρ·g·h計算各煤層視儲層壓力,式中P—視儲層壓力，單位MPa；ρ—地下水密度，單位cm³/g；g—當地重力加速度，單位m/s²；h—水頭高度，單位m，接下來以含氣系統層c（6）為例，計算該含氣系統層是儲層壓力大小，該含氣系統層地下水位起始深度H1=333.2m，終止深度H2=422.4m，則地下水平均埋深為H3=（H2+H1）/2=377.8m；鉆穿該含氣系統層的一口水文地質井顯示，地下水靜止水位深度為H4=26.6m，則該含氣系統層水頭高度H5=H3-H4=351.2m，則該含氣系統層是儲層壓力P=0.01·ρ·g·H5=0.01·1cm³/g·0.98?m/s²·351.2m=3.43MPa。

3.根據權利要求1所述的多層疊置煤層氣系統開采井設計方法，其特征是：根據視儲層壓力大小，即水頭高度高低將具有統一水頭高度的煤層劃分為同一含氣系統層；以貴州省織納煤田為例，將多煤層區分為四個含氣系統層，但僅前三個含氣系統層具有產能，分別為含氣系統層a（1）、含氣系統層b（4）、含氣系統層c（6），其中含氣系統層a（1）的視儲層壓力為1.42MPa，水頭高度為145.23m，含氣系統層b（4）的視儲層壓力為2.08MPa，水頭高度為212.6m，含氣系統層c（6）的視儲層壓力為3.43MPa，水頭高度為351.2m。

4.根據權利要求1所述的多層疊置煤層氣系統開采井設計方法，其特征是：利用COMET3煤層氣藏數值模擬軟件分別確定各含氣系統層煤層氣產能貢獻特征；COMET3煤層氣藏數值模擬軟件是美國ARI公司（Advanced?Resources?International,?inc.）研制開發的用于煤層氣儲層模擬的商業性軟件；該軟件運用三重孔隙/雙重滲透率模型，能夠模擬煤層氣吸附、擴散和穿過雙重滲透率網格的達西流的釋放和傳輸機理；該軟件有三個假設條件：1）煤層的溫度是恒定不變的；2）有限差分網格中所有基質塊性質都是均一的；3）在基質和裂縫中每時每刻都存在擬穩態流動；COMET3煤層氣藏數值模擬軟件充分考慮了煤層孔隙體積的可壓縮性、壓力和孔隙度、滲透率間的關系、煤巖基質收縮系數、氣體吸附作用、重力影響和水中溶解氣對煤層氣產出的影響，能夠科學地反映煤層氣解吸、產出規律。

5.根據權利要求1所述的多層疊置煤層氣系統開采井設計方法，其特征是：根據各含氣系統層各煤層產能貢獻，確定各含系統中具有煤層氣開采價值的煤層，各含氣系統層煤層是否具有開采價值以穩產期達到10年以上，且穩產期產量不低于600m³/d為標準。