一种煤岩动态渗透率检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于煤层气勘探开发技术，具体地，是关于一种煤岩动态渗透率检测方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 煤层气作为一种常规油气资源的接替能源，已经成为世界能源结构中的重要组成 部分。渗透率作为衡量多孔介质允许流体通过能力的一项指标，是影响煤层气井产量高低、 确定煤层气藏可采性的关键衡量指标之一。一方面，在预测煤层气井产量时，需要确定和预 测煤层气的运移速度，而流体的流速在很大程度上取决于储层渗透率的大小；另一方面，渗 透率是确定煤层气藏开采经济价值高低最常用到的参数。但是因为煤岩质地易碎，气体吸 附、解吸对储层渗透率的影响较大，煤储层渗透率又是最难测定的一项参数。
[0003] 目前已有渗透率预测方法并不完善，存在较多不足之处，例如，现有的基于弹性力 学建立的渗透率模型为简化计算过程，将裂隙体积压缩系数为定值，影响了渗透率预测的 准确性；基于实验建立的渗透率模型多是简单的数据回归，所得预测公式两侧单位不同、量 纲不同，因此这种渗透率模型仅仅是数值上的相等，物理意义不明确。因此有必要针对现有 煤岩渗透率预测方法中的不足之处，考虑不同埋深煤储层应力、温度状态，给出系统、完整 的煤岩动态渗透率检测方法，可以为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优 化提供可靠的储层物性参数，推动我国煤层气资源的有效开发。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的主要目的在于提供一种煤岩动态渗透率检测方法及装置，为煤层 气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数。
[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例提供一种煤岩动态渗透率检测方法，所述的煤 岩动态渗透率检测方法包括：获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗 透率参数；根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型；根据所述煤岩渗 透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数；根据所述的煤 岩动态渗透率参数、所述煤储层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动 态渗透率预测模型；将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透率参数输入所述 的煤岩动态渗透率预测模型，生成煤岩动态渗透率。
[0006] 在一实施例中，上述的煤储层原始渗透率参数包括：煤储层原始渗透率、煤岩密 度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度。
[0007] 在一实施例中，上述的煤储层原始渗透率模型为：
[0008]K0= 6. 1445X10 4(P0e)-〇.8543 (TDa)i2914y7086，
[0009] 其中，&为所述的煤储层原始渗透率，单位为md;P为所述的煤岩密度，单位为 kg/m3; 〇 ￡为所述的水平有效应力，单位为MPa;TD为所述的温度梯度，单位为°0/m;a为 所述的热膨胀系数，单位为XT1;y为所述的甲烷粘度，单位为mPa?s。
[0010] 在一实施例中，根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩 的煤岩裂隙体积压缩系数，包括：将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型 代入以下公式计算所述的煤岩裂隙体积压缩系数cf:
[0011] Ki=K0exp(-3Cf ?A0)，
[0012] 其中，&为渗透率测量数据，单位为md;Ao为应力差值，Ao=oH-o孔，〇围 为围压，〇 为孔隙压力，单位为MPa;所述的煤岩渗透率测定参数包括：所述的渗透率测量 数据及应力差值。
[0013] 在一实施例中，上述的动态渗透率参数包括：有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模 量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
[0014] 在一实施例中，上述的煤岩动态渗透率预测模型为：
【主权项】
1. 一种煤岩动态渗透率检测方法，其特征在于，所述的煤岩动态渗透率检测方法包 括： 获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数； 根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型； 根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压 缩系数； 根据所述的煤岩动态渗透率参数、所述煤储层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压 缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型； 将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透率参数输入所述的煤岩动态渗透 率预测模型，生成煤岩动态渗透率。
2. 根据权利要求1所述的煤岩动态渗透率检测方法，其特征在于，所述的煤储层原始 渗透率参数包括：煤储层原始渗透率、煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲 烷粘度。
3. 根据权利要求2所述的煤岩动态渗透率检测方法，其特征在于，所述的煤储层原始 渗透率模型为： K0= 6· 1445X 10 4(p 〇 Ji 8543 (TDa)-a291V 1.7086, 其中，Ktl为所述的煤储层原始渗透率，单位为md ; P为所述的煤岩密度，单位为kg/m 3; σ ε为所述的水平有效应力，单位为MPa ;T D为所述的温度梯度，单位为°0 /m ; a为所述的 热膨胀系数，单位为XT1; μ为所述的甲烷粘度，单位为mPa · s。
4. 根据权利要求3所述的煤岩动态渗透率检测方法，其特征在于，根据所述煤岩渗透 率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数，包括： 将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型代入以下公式计算所述的煤 岩裂隙体积压缩系数Cf: K1= K 0exp (_3Cf · Δ σ )， 其中，K1为渗透率测量数据，单位为md ; Δ σ为应力差值，Δσ = σ Η-σ孔，σ Η为围 压，σ 为孔隙压力，单位为MPa ;所述的煤岩渗透率测定参数包括：所述的渗透率测量数据 及应力差值。
5. 根据权利要求4所述的煤岩动态渗透率检测方法，其特征在于，所述的动态渗透率 参数包括：有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
6. 根据权利要求5所述的煤岩动态渗透率检测方法，其特征在于，所述的煤岩动态渗 透率预测模型为：
其中，σ为所述的有效应力，单位为MPa ; V为所述的煤岩泊松比；p为所述的压力，单 位为MPa ;Ε为所述的杨氏模量，单位为MPa ;~为所述的基质膨胀系数，单位为l(T5m3/m3;V ^ 为所述的朗氏体积，单位为m3/t ;b为所述的朗氏系数，单位为MPa'
7. -种煤岩动态渗透率检测装置，其特征在于，所述的煤岩动态渗透率检测装置包 括： 参数获取单元，用于获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率 参数； 煤储层原始渗透率模型建立单元，用于根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原 始渗透率模型； 煤岩裂隙体积压缩系数计算单元，用于根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗 透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数； 煤岩动态渗透率预测模型建立单元，用于根据所述的煤岩动态渗透率参数、所述煤储 层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型； 煤岩动态渗透率检测单元，用于将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透 率参数输入所述的煤岩动态渗透率预测模型，生成煤岩动态渗透率。
8. 根据权利要求7所述的煤岩动态渗透率检测装置，其特征在于，所述的煤储层原始 渗透率参数包括：煤储层原始渗透率、煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲 烷粘度。
9. 根据权利要求8所述的煤岩动态渗透率检测装置，其特征在于，所述的煤储层原始 渗透率模型为： K0= 6· 1445X 10 4(p 〇 Ji 8543 (TDa)-a291V 1.7086, 其中，Ktl为所述的煤储层原始渗透率，单位为md ; P为所述的煤岩密度，单位为kg/m 3; σ ε为所述的水平有效应力，单位为MPa ;T D为所述的温度梯度，单位为°0 /m ; a为所述的 热膨胀系数，单位为XT1; μ为所述的甲烷粘度，单位为mPa · s。
10. 根据权利要求9所述的煤岩动态渗透率检测装置，其特征在于，所述的煤岩裂隙体 积压缩系数计算单元具体用于： 将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型代入以下公式计算所述的煤 岩裂隙体积压缩系数Cf: K1= K 0exp (_3Cf · Δ σ )， 其中，K1为渗透率测量数据，单位为md ; Δ σ为应力差值，Δσ = σ Η-σ孔，σ Η为围 压，σ 为孔隙压力，单位为MPa ;所述的煤岩渗透率测定参数包括：所述的渗透率测量数据 及应力差值。
11. 根据权利要求10所述的煤岩动态渗透率检测装置，其特征在于，所述的动态渗透 率参数包括：有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
12. 根据权利要求11所述的煤岩动态渗透率检测装置，其特征在于，所述的煤岩动态 渗透率预测模型为：
其中，σ为所述的有效应力，单位为MPa ; V为所述的煤岩泊松比；p为所述的压力，单 位为MPa ;Ε为所述的杨氏模量，单位为MPa ;~为所述的基质膨胀系数，单位为l(T5m3/m3;V ^ 为所述的朗氏体积，单位为m3/t ;b为所述的朗氏系数，单位为MPa'
【专利摘要】本发明提供一种煤岩动态渗透率检测方法及装置，该方法包括：获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数；根据煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型；根据煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数；根据煤岩动态渗透率参数、煤储层原始渗透率模型及煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型；将不同应力状态下、不同煤储层的煤岩动态渗透率参数输入煤岩动态渗透率预测模型，生成煤岩动态渗透率。通过本发明，为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数，从而可提高检测煤岩动态渗透率的准确性。
【IPC分类】G01N15-08
【公开号】CN104535472
【申请号】CN201410806361
【发明人】汪志明, 王小秋, 杨刚, 曾泉树, 陈添, 郭肖
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月22日