[发明专利]一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法

权利要求书

1.一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法，其特征在于，包括：

根据煤层初始状态参数和煤层气排采模型计算所述煤层排采过程中的煤层实时状态参数，

通过煤层气运移过程，模拟计算特定条件下的地下煤储层状态，获得地下排采过程中的实时储层状态，依据储层实时状态变量，计算固体颗粒物状态，根据固体颗粒物状态变化将所述排采过程划分为4个排采控制阶段，

根据所述煤层实时状态参数和所述煤层排采模型计算获得所述排采控制阶段的产水量边界；

其中，所述排采控制阶段从排采开始依次包括第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段，

煤粉启动的临界状态下，对应为所述第一阶段与所述第二阶段的产水量边界q₁：q₁＝2πr_ehv_l，

煤基质破坏从而开始煤粉脱落的临界状态下，对应为所述第二阶段与所述第三阶段的产水量边界q₂：q₂＝2πr_ehv_t，

开始吐沙的临界状态下，对应为所述第三阶段与所述第四阶段的产水量边界q₃：q₃＝2πr_ehv_s；

其中h为煤层厚度，r_e为等效供给半径，v_l为煤粉启动临界出水速度，v_t为煤粉脱落临界出水速度，v_s为吐沙临界出水速度；

所述煤层气排采模型为：

其中，b_g为气体的体积系数，b_w为水的体积系数，K为水平方向平均渗透率，P为储层压力，μ_g为气体粘滞系数，μ_w为水粘滞系数，t为时间，q_g为产气量，q_w为产水量，

K_rw为水相的相对渗透率；P_w为初始水相的储层压力，单位兆帕；P_wf为煤层气井井底流压，单位兆帕；r_w为井筒半径，单位米；S为表皮系数。

2.根据权利要求1所述的一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法，其特征在于，所述煤层初始状态参数包括：渗透率、储层压力、粘滞系数、煤粉颗粒半径、煤层厚度、井筒半径。

3.根据权利要求1所述的一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法，其特征在于，所述煤粉启动的临界状态下的煤粉启动临界出水速度为：

式中v_l为煤粉启动临界出水速度，r_s为煤粉颗粒半径，k为渗透率，μ为粘滞系数。

4.根据权利要求1所述的一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法，其特征在于，所述煤基质破坏从而开始煤粉脱落的临界状态下的煤粉脱落临界出水速度为：

式中v_t为煤粉脱落临界出水速度，r_s为煤粉颗粒的等效半径；F_G为重力；A_s为常数，θ为水平方向力与径向轴方向夹角，μ为粘滞系数。

5.根据权利要求1所述的一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法，其特征在于，开始吐沙的临界状态下的吐沙临界出水速度为：

其中，v_s为吐沙临界出水速度，A₁为颗粒截面，μ为粘滞系数。