本申请涉及煤层气开采
技术领域：
，尤其涉及一种评价破碎性煤层气储层酸敏感性的方法。
背景技术：
近年来，随着国家能源结构的调整，储存量巨大、对环保影响较大的非常规油气的重要组成部分——煤层气逐渐成为我国非常规油气资源的勘探和开发的重点对象之一。为了能够给予煤层气现场开采的各种施工作业提供技术支持和理论依据，需要研究煤层气储层的潜在损害因素——煤层气储层敏感性。由于煤具有易脆易压缩的物理性质、复杂的化学成分以及特殊的孔隙结构，对于破碎性煤层而言，很难钻取得到煤心。现有技术中，一般采用煤粉压制模拟煤心，将土酸从煤心的一端渗透到另一端的方式，实现破碎性煤层气储层酸敏感性的评价。但是，发明人经过研究发现，由于煤粉压制得到的煤心与实际破碎性煤层的结构相差甚远，采用现有技术的方式评价破碎性煤层气储层酸敏感性与实际破碎性煤层气储层酸敏感性差异较大，即，现有技术的方式得到的破碎性煤层气储层酸敏感性并不准确。技术实现要素：本申请所要解决的技术问题是，提供一种评价破碎性煤层气储层酸敏感性的方法，克服了由于破碎性煤层气储层的机械性质差，很难获取适合室内试验煤心的条件限制，不需要基于煤粉模拟煤心，操作简便；且评价得到的破碎性煤层气储层酸敏感性更为准确，及其适用于破碎性煤层气储层酸敏感性的测定评价。本申请实施例提供了一种评价破碎性煤层气储层酸敏感性的方法，该方法包括：s1、在多个反应容器中分别放入等量预设质量的煤粉，并对应加入等量预设体积的不同预设配比的土酸溶液充分摇匀，所述煤粉基于破碎性煤层获得的，所述土酸是根据盐酸和氢氟酸配制得到的；s2、将充分摇匀后的多个反应容器进行恒温水浴加热第一预设时间段，所述恒温水浴加热的温度为地层温度；s3、过滤恒温水浴加热后的多个反应容器中的溶液，干燥过滤后的固相，密闭冷却称重获得对应的多个固相质量；s4、根据预设质量、所述多个固相质量和煤粉回收率公式，获得对应的多个煤粉回收率；s5、在多个反应容器中分别放入所述等量预设质量的所述煤粉，并分别加入所述等量预设体积的目标土酸溶液充分摇匀，所述目标土酸溶液为所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率对应的预设配比的土酸溶液；s6、将充分摇匀后的多个反应容器对应进行不同预设温度的恒温水浴加热，返回执行所述s3和s4，所述恒温水浴加热的时间为所述第一预设时间段；s7、根据所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率评价破碎性煤层气储层酸敏感性。优选的，所述s1和s5中的煤粉的获得方式为：从破碎性煤层气储层钻取大量煤岩进行研磨、干燥和密闭冷却。优选的，所述s1中不同预设配比的土酸溶液包括12％盐酸+1％氢氟酸配制的土酸溶液、12％盐酸+2％氢氟酸配制的土酸溶液、12％盐酸+3％氢氟酸配制的土酸溶液和12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液。优选的，所述s2包括：将充分摇匀后的多个反应容器放入恒温水浴锅中，并将所述恒温水浴锅的温度设置为所述地层温度、所述加热时间设置为所述第一预设时间段；每隔第二预设时间段分钟再次充分摇匀处于恒温水浴加热的多个反应容器，所述第二预设时间段小于所述第一预设时间段。优选的，所述s3包括：分别用玻璃棒搅拌水浴加热后的多个反应容器中的溶液进行过滤，得到的多个固相；将过滤得到的多个固相进行干燥；将干燥后的多个固相进行密闭冷却；称重密闭冷却后的多个固相，获得多个固相质量。优选的，所述s4中的煤粉回收率公式为：其中，所述rr为煤粉回收率，所述m1为预设质量，所述m2为固相质量。优选的，所述s6中的不同预设温度包括20℃、30℃、40℃、50℃和60℃。优选的，在所述s6之后，还包括：返回执行所述s5，将充分摇匀后的多个反应容器对应进行不同第三预设时间段的恒温水浴加热，再次返回执行所述s3和s4，所述恒温水浴加热的温度为目标温度，所述目标温度为所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率对应的预设温度。优选的，所述不同第三预设时间段包括0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h和3h。优选的，所述s1中的预设质量大于等于5g，所述s1中的所述预设质量与所述预设体积的比例为1:6。优选的，所述s7包括：确定所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率；若所述最小煤粉回收率大于第一预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性弱；若所述最小煤粉回收率大于第二预设值小于所述第一预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性中等偏弱；若所述最小煤粉回收率大于第三预设值小于所述第二预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性中等偏强；若所述最小煤粉回收率小于第三预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性强；其中，所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值大于所述第三预设值。优选的，所述第一预设值为95％，所述第二预设值为90％，所述第三预设值为80％。与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：采用本申请实施例的技术方案，将干燥煤粉与不同配比的土酸进行反应，根据煤粉回收率选择其中酸敏感性最强对应的土酸进行热力学实验，根据不同反应温度下煤粉回收率，选择最小煤粉回收率基于评价标准进行破碎性煤层气储层酸敏感性的评价。由此可见，该方案以煤粉回收率为主要评价指标，克服了由于破碎性煤层气储层的机械性质差，很难获取适合室内试验煤心的条件限制，不需要基于煤粉模拟煤心，操作简便、实验结果可靠，而且基于热力学实验得到更为准确的煤粉回收率，进而评价得到的破碎性煤层气储层酸敏感性更为准确，及其适用于破碎性煤层气储层酸敏感性的测定评价。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例提供的一种评价破碎性煤层气储层酸敏感性的方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种破碎性煤岩的示意图；图3为本申请实施例提供的一种煤粉的扫描电镜图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。发明人经过研究发现，破碎性煤层很难钻取得到煤心，现有技术中，一般采用煤粉压制模拟煤心，将土酸从煤心的一端渗透到另一端的方式，实现破碎性煤层气储层酸敏感性的评价，从而能够给予煤层气现场开采的各种施工作业提供技术支持和理论依据。但是，煤粉压制得到的煤心与实际破碎性煤层的结构相差甚远，因此，采用现有技术的方式评价破碎性煤层气储层酸敏感性与实际破碎性煤层气储层酸敏感性差异较大。即，现有技术的方式得到的破碎性煤层气储层酸敏感性并不准确。为了解决这一问题，在本申请实施例中，采用本申请实施例的技术方案，将干燥煤粉与不同配比的土酸进行反应，根据煤粉回收率选择其中酸敏感性最强对应的土酸进行热力学实验，根据不同反应温度下煤粉回收率，选择最小煤粉回收率基于评价标准进行破碎性煤层气储层酸敏感性的评价。由此可见，该方案以煤粉回收率为主要评价指标，克服了由于破碎性煤层气储层的机械性质差，很难获取适合室内试验煤心的条件限制，不需要基于煤粉模拟煤心，操作简便、实验结果可靠，而且基于热力学实验得到更为准确的煤粉回收率，进而评价得到的破碎性煤层气储层酸敏感性更为准确，及其适用于破碎性煤层气储层酸敏感性的测定评价。下面结合附图，通过实施例来详细说明本申请实施例中评价破碎性煤层气储层酸敏感性的方法的具体实现方式。示例性方法参见图1，示出了本申请实施例中一种评价破碎性煤层气储层酸敏感性的方法的流程示意图。在本实施例中，所述方法例如可以包括以下步骤：步骤101：在多个反应容器中分别放入等量预设质量的煤粉，并对应加入等量预设体积的不同预设配比的土酸溶液充分摇匀，所述煤粉基于破碎性煤层获得的，所述土酸是根据盐酸和氢氟酸配制得到的。可以理解的是，破碎性煤层气储层的破碎性煤岩研磨成粉得到煤粉，由于用于与土酸进行反应的煤粉应该处于干燥无污染的状态，即，在将破碎性煤岩研磨成煤粉后还需要高温干燥并密闭冷却。因此，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤101中煤粉的获得方式为：从破碎性煤层气储层钻取大量煤岩进行研磨、干燥和密闭冷却。需要说明的是，为了保证煤粉与土酸溶液反应后实验结果的准确性，实验时所使用的煤粉和土酸溶液的量均有一定的限制条件。即，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤101中的预设质量m1大于等于5g，所述预设质量m1与所述预设体积的比例为1:6。其中，土酸为盐酸与氢氟酸的混合酸，常见的土酸溶液的配比为12：1、12:2、12:3和12:4，采用上述四种不同配比的土酸与煤粉反应，能够更加准确的评价煤粉的酸敏感性。因此，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤101中不同预设配比的土酸溶液包括12％盐酸+1％氢氟酸配制的土酸溶液、12％盐酸+2％氢氟酸配制的土酸溶液、12％盐酸+3％氢氟酸配制的土酸溶液和12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液。步骤102：将充分摇匀后的多个反应容器进行恒温水浴加热第一预设时间段，所述恒温水浴加热的温度为地层温度。需要说明的是，一般是采用恒温水浴锅进行恒温水浴加热，且在加热过程中可以每隔一段时间摇匀反应容器中的溶液以确保煤粉和土酸溶液充分反应。因此，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤102例如可以包括以下步骤：步骤a：将充分摇匀后的多个反应容器放入恒温水浴锅中，并将所述恒温水浴锅的温度设置为所述地层温度、所述加热时间设置为所述第一预设时间段；步骤b：每隔第二预设时间段分钟再次充分摇匀处于恒温水浴加热的多个反应容器，所述第二预设时间段小于所述第一预设时间段。步骤103：过滤恒温水浴加热后的多个反应容器中的溶液，干燥过滤后的固相，密闭冷却称重获得对应的多个固相质量。可以理解的是，在完成恒温水浴加热后，需要将反应后的煤粉与土酸溶液分离，获得干燥的反应后的煤粉的质量，其中，固液分离一般采用过滤的方式。具体地，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤103例如可以包括以下步骤：步骤c：分别用玻璃棒搅拌水浴加热后的多个反应容器中的溶液进行过滤，得到的多个固相；步骤d：将过滤得到的多个固相进行干燥；步骤e：将干燥后的多个固相进行密闭冷却；步骤f：称重密闭冷却后的多个固相，获得多个固相质量m2。步骤104：根据预设质量、所述多个固相质量和煤粉回收率公式，获得对应的多个煤粉回收率。由回收率的含义可得，所述步骤104中的煤粉回收率公式为：其中，所述rr为煤粉回收率，所述m1为预设质量，所述m2为固相质量。可以理解的是，根据多个反应容器中煤粉与多个不同预设配比的土酸溶液反应实验之前煤粉质量(即预设质量)，与反应实验完成后固相质量和煤粉回收率公式，可以得到对应的多个煤粉回收率。其中，最小煤粉回收率表示在该预设配比的土酸溶液中煤粉的酸敏感性最强，在步骤102中采用的是地层温度，但是实际开采时温度并不一定等于地层温度，因此，选择最小煤粉回收率对应的预设配比的土酸溶液为目标土酸溶液，进行酸敏热力学实验，即在不同反应温度下进行煤粉和目标土酸溶液的充分反应实验，以明确不同反应温度下煤粉的酸敏感性。步骤105：在多个反应容器中分别放入所述等量预设质量的所述煤粉，并分别加入所述等量预设体积的目标土酸溶液充分摇匀，所述目标土酸溶液为所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率对应的预设配比的土酸溶液。步骤106：将充分摇匀后的多个反应容器对应进行不同预设温度的恒温水浴加热，返回执行所述步骤103和步骤104，所述恒温水浴加热的时间为所述第一预设时间段。可以理解的是，针对酸敏热力学实验而言，不同预设温度为预设的一些梯度温度，例如，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤106中的不同预设温度包括20℃、30℃、40℃、50℃和60℃。同理可得，在上述酸敏热力学实验完成之后，最小煤粉回收率表示在该反应温度下目标土酸溶液与煤粉反应，煤粉的酸敏感性最强，选择最小煤粉回收率对应的预设温度为目标温度，进行酸敏动力学实验，即在目标温度下进行煤粉和目标土酸溶液的充分反应实验，反应时间不同，以明确不同反应时间下煤粉的酸敏感性。因此，在本实施例的一些实施方式中，在步骤106之后，还包括：返回执行步骤105，将充分摇匀后的多个反应容器对应进行不同第三预设时间段的恒温水浴加热，再次返回执行所述s3和s4，所述恒温水浴加热的温度为目标温度，所述目标温度为所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率对应的预设温度。可以理解的是，针对酸敏动力学实验而言，不同第三预设时间段为预设的一些梯度时间段。例如，在本实施例的一些实施方式中，所述不同第三预设时间段包括0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h和3h。步骤107：根据所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率评价破碎性煤层气储层酸敏感性。需要说明的是，根据多个煤粉回收率中最小煤粉回收率和评判标准可以得到最为准确的煤粉的酸敏感性，即是破碎性煤层气储层酸敏感性。具体地，在本实施例的一些实施方式中，所述步骤107例如可以包括以下步骤：步骤g：确定所述多个煤粉回收率中最小煤粉回收率；步骤h：若所述最小煤粉回收率大于第一预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性弱；步骤i：若所述最小煤粉回收率大于第二预设值小于所述第一预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性中等偏弱；步骤j：若所述最小煤粉回收率大于第三预设值小于所述第二预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性中等偏强；步骤k：若所述最小煤粉回收率小于第三预设值，则破碎性煤层气储层酸敏感性强。其中，所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值大于所述第三预设值；例如，在本实施例的一些实施方式中，所述第一预设值可以为95％，所述第二预设值可以为90％，所述第三预设值可以为80％。即，评判标准如下表1所示：表1通过本实施例提供的各种实施方式，采用本申请实施例的技术方案，将干燥煤粉与不同配比的土酸进行反应，根据煤粉回收率选择其中酸敏感性最强对应的土酸进行热力学实验，根据不同反应温度下煤粉回收率，选择最小煤粉回收率基于评价标准进行破碎性煤层气储层酸敏感性的评价。由此可见，该方案以煤粉回收率为主要评价指标，克服了由于破碎性煤层气储层的机械性质差，很难获取适合室内试验煤心的条件限制，不需要基于煤粉模拟煤心，操作简便、实验结果可靠，而且基于热力学实验得到更为准确的煤粉回收率，进而评价得到的破碎性煤层气储层酸敏感性更为准确，及其适用于破碎性煤层气储层酸敏感性的测定评价。实例1、煤粉准备与分析以1号井的破碎性煤层气储层为例，由于破碎性煤层气储层结构疏松，只能钻取到如图2所示的破碎性煤岩；将该煤岩进行研磨得到煤粉，对煤粉进行高温烘干和密闭冷却备用。并对干燥的煤粉进行矿物分析和扫描电镜等实验，得到如图3所示煤粉的扫描电镜图，以便预测和分析煤岩潜在敏感性矿物和敏感性因素。其中，矿物分析是指利用x-射线衍射法对该煤粉的矿物组成进行分析，矿物分析结果如下表2所示：表2井号成分1成分21号井方解石29％高岭石71％临井方解石27％高岭石73％由上述表2所示，其中，以1号井煤岩矿物成分简单分析可得：该煤层可能具有酸敏感性。由于同一煤层气储层、埋藏深度接近的1号井煤岩与临井煤岩的矿物成分以及矿物含量差别不大，粘土矿物的相对含量也比较接近。因此，该1号井煤岩的酸敏感性应该与临井煤岩的酸敏感性差别不大。2、煤粉酸敏实验(1)在4个离心试管中分别放入5g的煤粉，并对应加入30ml的12％盐酸+1％氢氟酸配制的土酸溶液、12％盐酸+2％氢氟酸配制的土酸溶液、12％盐酸+3％氢氟酸配制的土酸溶液和12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液，充分摇匀使其混合均匀；(2)将充分摇匀后的4个离心试管分别放入进行恒温水浴锅中，设置恒温水浴锅的温度均为地层温度，恒温水浴加热的时间均为2.5h；恒温水浴加热期间每隔15分钟充分摇匀离心试管，使离心试管中的土酸溶液与没饭充分反应；(3)水浴加热结束后进行过滤，期间可用玻璃棒轻轻搅拌；将全部固相回收，放到105℃干燥箱中干燥至恒重后，取出密闭冷却称重获得多个固相质量；(4)根据5g、多个固相质量和煤粉回收率公式计算获得对应的多个煤粉回收率如下表3所示：表3土酸煤粉回收率12％盐酸+1％氢氟酸配制的土酸溶液94.12％12％盐酸+2％氢氟酸配制的土酸溶液94.04％12％盐酸+3％氢氟酸配制的土酸溶液90.30％12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液89.08％有上述表3可知，采用12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液进行酸敏实验，煤粉的酸敏感性最强。(5)挑选12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液进行酸敏热力学实验；在5个离心试管中分别放入5g的煤粉，并分别加入30ml的12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液，充分摇匀使其混合均匀；将充分摇匀后的5个离心试管分别放入进行恒温水浴锅中，分别设置恒温水浴锅的温度为20℃、30℃、40℃、50℃和60℃，恒温水浴加热的时间均为2.5h；恒温水浴加热期间每隔15分钟充分摇匀离心试管，使离心试管中的土酸溶液与没饭充分反应；返回执行(3)和(4)，计算获得对应的多个煤粉回收率如下表4所示：表4温度煤粉回收率20℃89.26％30℃89.00％40℃89.35％50℃88.82％60℃88.48％由上述表4可知，反应温度为60℃时，煤粉的酸敏感性最强。(6)挑选12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液和60℃的温度进行酸敏热力学实验；在6个离心试管中分别放入5g的煤粉，并分别加入30ml的12％盐酸+4％氢氟酸配制的土酸溶液，充分摇匀使其混合均匀；将充分摇匀后的6个离心试管分别放入进行恒温水浴锅中，分别设置恒温水浴锅的温度均为60℃，恒温水浴加热的时间分别为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h和3h；恒温水浴加热期间每隔15分钟充分摇匀离心试管，使离心试管中的土酸溶液与没饭充分反应；返回执行(3)和(4)，计算获得对应的多个煤粉回收率如下表5所示：表5时间煤粉回收率0.5h89.26％1h91.04％1.5h90.88％2h89.69％2.5h88.48％3h88.32％由上述表5可知，1号井的破碎性煤层气储层得到的煤粉，在12％盐酸+4％氢氟酸配制成的土酸溶液中，以60℃为反应温度，3h后的煤粉回收率为88.32％，该煤粉回收率最小，根据所述表1的评判标准可得煤粉的酸敏感性中等偏强。由于临井的煤岩按照常规砂岩的评价标准酸敏感性为中等偏强，与该实验方法所评价得到的酸敏感性完全一致。由此可见，该方案以煤粉回收率为主要评价指标，克服了由于破碎性煤层气储层的机械性质差，很难获取适合室内试验煤心的条件限制，不需要基于煤粉模拟煤心，操作简便、实验结果可靠，而且基于热力学实验得到更为准确的煤粉回收率，进而评价得到的破碎性煤层气储层酸敏感性更为准确，及其适用于破碎性煤层气储层酸敏感性的测定评价。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。当前第1页12