[發明專利]一種煤層氣產量預測方法

有效

• 申請號: 201710372453.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107130959B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 竺彪;吳小軍;薄海江;盧道勝;肖增鵬;王洪斌;張海洋;左翼;朱志勇
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李紅爽;李丹

本發明公開了一種煤層氣產量預測方法，包括如下步驟：建立煤層氣儲集和運移的地質模型；在所述地質模型中建立煤層氣儲層的數學模型，在所述數學模型中，根據煤基質解吸相對收縮量和煤基質孔隙度的變化量得到煤層的動態滲透率；利用數值方法對所述數學模型進行求解，獲得數值模型；求解所述數值模型，得到煤層氣產量及儲層壓力分布。本發明通過對煤裂隙壓縮系數和煤體積收縮系數的綜合改進提高了預測方法的準確度，進一步地，本發明考慮了近井地帶煤粉影響，將近井煤粉折算為煤粉污染表皮，適用于易出煤粉、地質條件了解不夠清楚的煤層氣井。

技術領域

本發明涉及煤層氣的開采技術領域，特別涉及一種煤層氣產量預測方 法。

背景技術

煤層氣是一種自生自儲的非常規天然氣，它的開發和利用對改善能源結 構、環境保護和煤礦安全均具有重要意義?；诂F有的煤層氣開采技術，目 前已出現了眾多的商業化或個人研發的煤層氣數值模擬軟件。

煤粉堵塞和自調節效應是影響煤層滲透率的兩大因素，煤層氣井開發過 程中，特別是開發初期，煤質易產出煤粉，在近井地帶堵塞煤層產氣通道， 導致滲透率降低，但是，現有的煤層氣數值模擬軟件沒有綜合考慮這兩種影 響因素，采用的滲透率模型沒有考慮煤粉堵塞對滲透率的影響，缺少對煤裂 隙壓縮系數和煤體積收縮系數的綜合改進。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種煤層氣產量預測方法，運用 了自調節效應改進滲透率模型，通過對煤裂隙壓縮系數和煤體積收縮系數的 綜合改進提高預測方法的準確度。

為了達到本發明目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種煤層氣產量預測方法，包括：

建立煤層氣儲集和運移的地質模型；

在所述地質模型中建立煤層氣儲層的數學模型，在所述數學模型中，根 據煤基質解吸相對收縮量和煤基質孔隙度的變化量得到煤層的動態滲透率；

利用數值方法對所述數學模型進行求解，獲得數值模型；

求解所述數值模型，得到煤層氣產量及儲層壓力分布。

進一步地，假設p為儲層壓力，單位為MPa；pr為煤基質臨界解吸壓 力，單位為MPa，

當p＞p_r時：

其中：K為裂縫的動態絕對滲透率，單位為10^-3μm²；K_o為煤層的原始 滲透率，單位為10^-3μm²；C_f為孔隙體積壓縮系數，單位為1/MPa；v為煤巖 的泊松比；p₀為煤層原始地層壓力，單位為MPa；

當p≤p_r時：

煤基質解吸相對收縮量Δε為：

其中：ρ_c為煤基質密度，單位為t/m³；R為理想氣體常數， R＝8.314J/(mol·K)；E為楊氏彈性模量，單位為MPa；V₀為氣體標準狀況下 的摩爾體積；T為溫度，單位為K；

所述煤基質孔隙度的變化量為：

其中：φ為煤層的動態孔隙度；φ_o為煤層的原始孔隙度；M表示煤基質 變性量的第一特性參數，單位為MPa；Ks表示煤基質變性量的第二特性參 數，單位為MPa；所述煤層的動態滲透率為：