一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法
【专利摘要】本发明提供了一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，通过建立原位储层应力和温度条件下的气体压降过程中煤岩孔隙半径与气体压力之间的关系，建立煤岩气相渗透率变化预测模型，预测原位储层条件下的高阶煤岩气相渗透率动态变化。本发明将高阶煤岩气相渗透率变化的控制因素归结于孔隙半径的变化和温度，通过建立孔隙半径与气体压力之间的关系，消去了测试孔隙半径变化的难度；通过实验室内测试原位储层应力和温度条件下不同气体压力的煤岩渗透率数据若干，用所述的模型拟合，实验操作简便易行，可操作性强。
【专利说明】一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，属于煤层气开发过程 中储层渗透性及其动态评价【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 煤层气是一种高效、洁净的优质新能源。煤层气的抽采利用对于缓解能源危机、调 整能源结构以及煤矿安全生产和保护环境都具有重要意义。
[0003] 煤层气藏的开采是流体渗流、多孔介质弹塑性变形与温度场耦合作用的过程。随 排水降压，煤层气不断解吸、扩散、渗流和产出，引起煤储层孔-裂隙流体压力变化和煤岩 体有效应力改变以及骨架变形，即引起了煤储层应力场变化。在应力场变化过程中，煤储层 渗透率发生了变化。在产气阶段，煤岩气相渗透率变化趋势、及控制因素更为复杂。在压降 过程中煤岩气相（吸附性气体）渗透率变化具有多样性，且渗透率变化受有效应力、基质收 缩和气体滑脱三大地质效应的综合影响。
[0004] 目前，国内外学者基于孔隙度变化、应力-应变、气体滑脱、基质收缩和有效应力 效应等建立了多种煤岩渗透率变化预测模型，这些模型普遍存在以下缺陷：模型中涉及参 数较多（如经典的 Palmer and Mansoori 模型、Gilman and Beckie 模型和 Robertson and Christiansen模型等），需要通过实验进行测定，费时费力，且代价昂贵；理论性较强，实际 应用起来则难以操作。另外，随着煤层气产业的发展和研究的深入，越来越重视原位条件下 煤储层的物性变化，特别是渗透性的变化。
[0005] 为此，需要探索一种便于操作的、准确的、模拟煤层气排采过程中原位储层条件下 的煤岩气相渗透率变化预测模型。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，通过建立 原位储层应力和温度条件下的气体压降过程中煤岩孔隙半径（孔隙特征长度）与气体压力 之间的关系，建立原位储层应力条件下的煤岩气相（吸附性气体）渗透率变化预测模型，预 测原位储层条件下的煤岩气相渗透率动态变化。
[0007] 本发明提供一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，包括以下步骤：在实 验室条件下，设置实验温度T为储层温度；
[0008] 确定原位储层应力大小；
[0009] 在所述实验温度T和所述原位储层应力条件下，测试η个气体压力Λ下的渗透率 h 数据，记做U Λ，fc) I f=l.,.η};
[0010] 在所述气体压力Λ和所述实验温度T下，确定气体密度P i和粘度μ i值；
[0011] 令，
【权利要求】
1. 一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，其特征在于，包括以下步骤： 在实验室条件下，设置实验温度T为储层温度； 确定原位储层应力大小； 在所述实验温度T和所述原位储层应力条件下，测试η个气体压力&下的渗透率ki数 据，记做Ι?=1...η}: 在所述气体压力Λ和所述实验温度T下，确定气体密度Pi和粘度μi值； 计算压力为时的渗透率fi; 预测气体压力降低过程中煤岩气相渗透率kg动态变化。
2. 如权利要求1所述的高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，其特征在于，渗透 率fi表述为：
式中，M为分子质量；为平均气体压力；R为气体常数；T为温度；μi为压力为λ时 的粘度；Pi为压力为Λ时的密度；a、b、C和d为拟合系数。
3. 如权利要求2所述的高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，其特征在于：运用 最小二乘法，求解出a、b、c和d。
4. 如权利要求1-3任一项所述的高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法，其特征在 于，煤岩气相渗透率kg表述为：
式中，M为分子质量；歹为平均气体压力；R为气体常数；T为温度；μ为压力为歹时的 粘度；P为压力为P时的密度；a、b、c和d为拟合系数。
【文档编号】G01N15/08GK104316448SQ201410612217
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】李俊乾, 卢双舫, 薛海涛, 张萍, 陈建军 申请人:中国石油大学(华东)