一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，通過建立原位儲層應(yīng)力和溫度條件下的氣體壓降過程中煤巖孔隙半徑與氣體壓力之間的關(guān)系，建立煤巖氣相滲透率變化預(yù)測模型，預(yù)測原位儲層條件下的高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化。本發(fā)明將高階煤巖氣相滲透率變化的控制因素歸結(jié)于孔隙半徑的變化和溫度，通過建立孔隙半徑與氣體壓力之間的關(guān)系，消去了測試孔隙半徑變化的難度；通過實驗室內(nèi)測試原位儲層應(yīng)力和溫度條件下不同氣體壓力的煤巖滲透率數(shù)據(jù)若干，用所述的模型擬合，實驗操作簡便易行，可操作性強。
【專利說明】一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，屬于煤層氣開發(fā)過程 中儲層滲透性及其動態(tài)評價【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 煤層氣是一種高效、潔凈的優(yōu)質(zhì)新能源。煤層氣的抽采利用對于緩解能源危機、調(diào) 整能源結(jié)構(gòu)以及煤礦安全生產(chǎn)和保護環(huán)境都具有重要意義。
[0003] 煤層氣藏的開采是流體滲流、多孔介質(zhì)彈塑性變形與溫度場耦合作用的過程。隨 排水降壓，煤層氣不斷解吸、擴散、滲流和產(chǎn)出，引起煤儲層孔-裂隙流體壓力變化和煤巖 體有效應(yīng)力改變以及骨架變形，即引起了煤儲層應(yīng)力場變化。在應(yīng)力場變化過程中，煤儲層 滲透率發(fā)生了變化。在產(chǎn)氣階段，煤巖氣相滲透率變化趨勢、及控制因素更為復雜。在壓降 過程中煤巖氣相（吸附性氣體）滲透率變化具有多樣性，且滲透率變化受有效應(yīng)力、基質(zhì)收 縮和氣體滑脫三大地質(zhì)效應(yīng)的綜合影響。
[0004] 目前，國內(nèi)外學者基于孔隙度變化、應(yīng)力-應(yīng)變、氣體滑脫、基質(zhì)收縮和有效應(yīng)力 效應(yīng)等建立了多種煤巖滲透率變化預(yù)測模型，這些模型普遍存在以下缺陷：模型中涉及參 數(shù)較多（如經(jīng)典的 Palmer and Mansoori 模型、Gilman and Beckie 模型和 Robertson and Christiansen模型等），需要通過實驗進行測定，費時費力，且代價昂貴；理論性較強，實際 應(yīng)用起來則難以操作。另外，隨著煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和研究的深入，越來越重視原位條件下 煤儲層的物性變化，特別是滲透性的變化。
[0005] 為此，需要探索一種便于操作的、準確的、模擬煤層氣排采過程中原位儲層條件下 的煤巖氣相滲透率變化預(yù)測模型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，通過建立 原位儲層應(yīng)力和溫度條件下的氣體壓降過程中煤巖孔隙半徑（孔隙特征長度）與氣體壓力 之間的關(guān)系，建立原位儲層應(yīng)力條件下的煤巖氣相（吸附性氣體）滲透率變化預(yù)測模型，預(yù) 測原位儲層條件下的煤巖氣相滲透率動態(tài)變化。
[0007] 本發(fā)明提供一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，包括以下步驟：在實 驗室條件下，設(shè)置實驗溫度T為儲層溫度；
[0008] 確定原位儲層應(yīng)力大??；
[0009] 在所述實驗溫度T和所述原位儲層應(yīng)力條件下，測試η個氣體壓力Λ下的滲透率 h 數(shù)據(jù)，記做U Λ，fc) I f=l.,.η};
[0010] 在所述氣體壓力Λ和所述實驗溫度T下，確定氣體密度P i和粘度μ i值；
[0011] 令，

【權(quán)利要求】
1. 一種高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟： 在實驗室條件下，設(shè)置實驗溫度T為儲層溫度； 確定原位儲層應(yīng)力大??； 在所述實驗溫度T和所述原位儲層應(yīng)力條件下，測試η個氣體壓力&下的滲透率ki數(shù) 據(jù)，記做Ι?=1...η}: 在所述氣體壓力Λ和所述實驗溫度T下，確定氣體密度Pi和粘度μi值； 計算壓力為時的滲透率fi; 預(yù)測氣體壓力降低過程中煤巖氣相滲透率kg動態(tài)變化。
2. 如權(quán)利要求1所述的高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，其特征在于，滲透 率fi表述為：
式中，M為分子質(zhì)量；為平均氣體壓力；R為氣體常數(shù)；T為溫度；μi為壓力為λ時 的粘度；Pi為壓力為Λ時的密度；a、b、C和d為擬合系數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，其特征在于：運用 最小二乘法，求解出a、b、c和d。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項所述的高階煤巖氣相滲透率動態(tài)變化的預(yù)測方法，其特征在 于，煤巖氣相滲透率kg表述為：
式中，M為分子質(zhì)量；歹為平均氣體壓力；R為氣體常數(shù)；T為溫度；μ為壓力為歹時的 粘度；P為壓力為P時的密度；a、b、c和d為擬合系數(shù)。
【文檔編號】G01N15/08GK104316448SQ201410612217
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】李俊乾, 盧雙舫, 薛海濤, 張萍, 陳建軍 申請人:中國石油大學(華東)