[發明專利]一種煤層氣壓裂井排采壓力安全窗分析方法

在審

• 申請號: 201810344653.X
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108533242A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 楊宇;郭春華;吳翔;顏平
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;G06Q50/02
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;曾克

1.一種煤層氣壓裂直井排采過程中井底流壓安全窗的分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、通過室內實驗得到煤巖地層流體壓力與滲透率的關系曲線，擬合后得到關鍵參數，計算孔彈效應和甲烷解吸造成的誘導應力Δσ_P；

b、計算垂直壓裂縫造成的誘導應力Δσ_F的分量；

c、采用疊加原理，計算在煤巖壓裂縫壁面的x、y、z方向的地應力分量，再根據三維應力狀態的特征方程重新計算主應力；

d、根據剪切破壞準則，判斷井底流壓的合理性，確定安全窗。

2.根據權利要求1所述的煤層氣壓裂直井排采過程中井底流壓安全窗分析方法，其特征在于，所述步驟a包括以下子步驟：

a.1測試解吸過程中的煤巖滲透率的應力敏感性，得到不同流體壓力p條件下的滲透率K_∞；

a.2按照式(18)、(22)，采用最優化算法，擬合實測的壓力p和滲透率K_∞的關系，得到C_f、ε_smax、p_ε參數；

a.3把參數帶入式(14)，計算孔彈效應和甲烷解吸造成的誘導應力Δσ_P，

3.根據權利要求1所述的煤層氣壓裂直井排采過程中井底流壓安全窗分析方法，其特征在于，所述步驟b包括以下子步驟：

按照式(7)、(8)、(9)、(10)，分別計算Δσ_F的各分量，

Δσ_Fy＝υ(Δσ_Fx+Δσ_Fz) (10)

4.根據權利要求1所述的煤層氣壓裂直井排采過程中井底流壓安全窗分析方法，其特征在于，所述步驟c包括以下子步驟：

c.1、把Δσ_P和Δσ_F的各分量代入(4)、(5)、(6)式，與原地應力進行疊加，計算x、y和z方向的地應力分量，

σ_x＝σ_x0+Δσ_Fx+Δσ_p (4)

σ_y＝σ_y0+Δσ_Fy+Δσ_p (5)

σ_z＝σ_z0+Δσ_Fz+Δσ_p (6)

c.2、根據式(23)計算壓裂縫壁面的主應力σ₁、σ₂、σ₃，

5.根據權利要求1所述的煤層氣壓裂直井排采過程中井底流壓安全窗分析方法，所述步驟d根據(24)、(25)、(26)計算J₂和J_2s，按DP3準則，在不同井底流動壓力p_wf條件下，判斷壓裂縫壁面的煤巖是否發生剪切破壞，進而得到井底流壓的安全窗，

J₁＝σ₁+σ₂+σ₃-3αp (25)