[发明专利]一种基于排采资料的煤层渗透率计算方法

说明书

【技术领域】

本发明属于煤层气储层评价技术领域，特别涉及一种基于排采资料的煤层渗透率计算方法。

【背景技术】

煤层气的勘探开发对于增加天然气的有效供给、提高煤炭及天然气资源的安全开发及综合利用、发展绿色经济等都具有十分重要的意义。煤层渗透率是煤层气勘探开发有利区评价与优选过程中的关键参数之一。渗透率直接决定了煤层气井开发效果以及煤层气井排采泵的选择、排采制度的安排等。

目前，煤层渗透率最主要的获取方法是通过取煤心在实验室进行测量。该方法不仅成本高，并且难以准确测量煤层渗透率。由于煤层较软，在取心过程中煤层极易破碎，难以得到相对标准的煤心；同时煤心取到地面后，作用在煤层的压力和温度的变化会导致煤层渗透率的变化。此外，由于煤层超低渗透率，一般实验设备测量精度不高，导致煤层渗透率难以准确测量。

对于类似于煤层气井等不能自喷井，可以采取先从井口注入流体，然后关井测压降曲线的方法进行储层研究。根据注入/压降试井测试渗透率原理以及Hornor曲线(如图1所示)，利用压力恢复曲线径向流直线段的斜率计算储层渗透率。注入压降试井的注入过程，应以不压裂地层为好，如果注入过程井底出现压裂裂缝，会使解释模型在不同阶段发生变化，容易造成解释的误差增大。

目前煤层渗透率主要通过现场取心和实验室测量以及现场注入/压降测试的方法，前面论述的两类主要煤层渗透率获取方法都需要实验室或者现场的试验才能得到煤层渗透率，存在成本高、容易破坏煤层等多方面的问题，本发明利用煤层气井在生产过程中的数据来直接得到煤层渗透率，经济可行。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上述方法成本高，以及由于煤易碎导致的取心困难以及测量精度不高的问题，提供一种基于排采资料的煤层渗透率计算方法，该方法利用煤层气井在生产过程中的数据来直接得到煤层渗透率，用于煤层气有利区的评价以及排采制度的合理安排，经济可行，为煤层气储层高效勘探开发提供指导。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于排采资料的煤层渗透率计算方法，所述方法按照以下步骤进行操作：

1)对煤层气井进行排采，并获取煤层气井初始液面、日排水量以及每天动液面数据；

2)获取排采段煤层厚度、井眼半径、水的粘度以及煤层压缩系数参数，利用公式转换得到包含煤层渗透率的变量；

3)对该变量通过方程拟合得到煤层渗透率。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤1)中，在煤层气井排采之前，记录煤层气井初始液面；其中，液面记录以煤层井口为0点，向下为正。

所述步骤1)中，在煤层气井排采过程中记录每天液面以及排水量。

所述初始液面和动液面均为垂直状态下液面，如为斜井还需要转化到垂直状态下。

所述步骤2)中，选取煤层气井单相流的排采数据来计算。

所述步骤2)中，包含煤层气井渗透率的变量按照如下公式获取：

i为时间记录点，d；

r_i为第i天对应有效半径，m；

r为井眼半径，m；

S为表皮系数，无量纲；

K为煤层渗透率，mD；

a为单位转换系数；

h为煤层厚度，m；

s_i为第i天动液面，m；

s₀为煤层气井初始液面。

Q_i为第i天排水量，m³/d；

μ为水的粘度，mPa.s；

g为重力加速度，m/s²；

Cp为煤层压缩系数，MPa^-1；

M_i为第i个时间记录点对应包含渗透率特征变量值mD^-1；

由于有效半径与排采时间成线性关系，因此，具体方程表述为：

其中，b为简化系数；

所述步骤3)中，煤层渗透率的计算方法为：

通过对获得数据按照式(2)拟合，通过使下式最小来得到渗透率K：

其中，m为所记录煤层排采段总时间。

本发明还公开了一种基于排采资料的煤层气井压后渗透率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：