[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

说明书

本发明提供了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，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。本方法建立了煤层气井排水定量化方法，从而可以减少排采过程中煤储层的伤害，保持煤层气井的稳产。

技术领域

本发明涉及煤层气排采控制领域，具体地，涉及一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法。

背景技术

煤层气产出过程是排水-降压-产气的过程，传统模式的煤层气排采控制依托煤层气运移动力学方程进行计算和判断。由于上述方法仅考虑了储层压力对基质孔隙度、渗透率的影响，忽略了固体颗粒物迁移对基质孔隙度、渗透率的影响。实际煤层气开采过程中固体颗粒物(煤粉、砂粒)的迁移不可避免，固体颗粒物的迁移必将导致孔隙率的变化，由于孔隙率与渗透率呈现三次方的关系，所以固体颗粒物的迁移状态对煤层气排采会产生重大的影响。现场排采经常凭经验通过控制产水量控制排采进程，无具体的量化的手段和方法指导生产，造成了控制的随意性，发生了煤层气井排采不当，造成停井现象。

目前的煤层气排采控制制度主要依托煤层气水气运移动力学方程进行模拟运算，得出其运移过程的整体表现。由于理论方程采用了较理想的条件，所以导致了理论与实际较大的偏差。由于理论与实际的偏差，现场工作人员尚无好的办法判定煤层气井的合理排采制度，只能采用经验判断的方式进行排采制度的控制。现阶段既无定量化理论也无手段对煤层气井生产中控制制度进行评估。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法。

根据本发明提供的一种考虑固体颗粒迁移的煤层气排采阶段评估方法，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；

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＝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＝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＝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。

作为一种优化方案，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。

作为一种优化方案，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。