一种基于排采过程中煤储层渗透率动态变化规律的排采管控方法

摘要

一种基于排采过程中煤储层渗透率动态变化规律的排采管控方法，采用油藏压力降速试讲分析方法，设计不同井底流压降压速率，收集排采过程中的数据，反演煤储层在排采过程中的渗透率。通过对比分析不同井底流压降压速率条件下，煤储层渗透率的伤害程度，以此确定煤层气井最优的排采管控方法。本方法采用参数较少，具有操作简便、数据真实可靠，有利于现场快速实施的特点。

说明书

技术领域

本发明属于油气排采工程技术领域，具体涉及一种基于排采过程中煤储层渗透率动态变化规律的排采管控方法。

背景技术

与常规天然气藏相比，煤层气藏的特殊性集中体现在其气体储集机理(吸附气为主)和气藏开发机理。随着连续不断的排水降压，煤层中渗透率、储层压力、含气量等储层参数呈现连续动态变化，给煤层气的稳定产出带来极大的困难。尤其是排采过程中煤储层渗透性异常敏感，受有效应力、煤基质收缩效应和克林肯伯格效应3种地质效应的综合控制，变化规律较为复杂。在煤层气排采初期，煤储层仅受有效应力的作用，随着储层压力的不断降低，煤基质所受有效应力逐渐增大，应力对孔隙空间压缩作用加强，导致渗透率降低幅度增加，有效应力对煤储层渗透率造成的伤害是不可逆的。而基质收缩和克林肯伯格效应对渗透率的正效应影响是在大量甲烷气体解吸之后产生的，也就是在煤层气井排采的高产稳产期和衰减期。如果排采初期一旦因排采速率不当引起了压敏效应，对储层渗透性造成了不可逆伤害，煤基质收缩和克林肯伯格效应也就失去了对渗透率正效应影响的意义，且排采速率较快也会导致压降漏斗扩展较短、速敏效应、支撑剂镶嵌煤层、裂缝快速闭合等现象，造成煤层气井产能较低。排采速度较慢，又会增加开发的经济成本，延迟煤层气产气高峰的到来。经过近10年的发展，目前我国煤层气井排采制度主要形成了以“连续、渐变、稳定、长期”的排采工作原则。但是现有的排采管控方法仍然存在以下问题：

首先，基于模拟软件历史反演和产能模拟，建立的排采管控方法，在模拟过程中需要不断调整参数，以此得到改造后渗透率，操作过程复杂，且其准确性难以得到保证，不利于现场快速实施。其次，现有数学模型建立的煤层气排采制度，也存在参数较多，并且在计算过程中，采用的煤储层渗透率并非是压裂后的渗透率数据，拟合结果与实际产能具有较大的差距。

现有专利文件中，如CN111027789A公开的一种煤层气井工作制度定量优化的计算方法，从压力传播规律和渗透性动态变化的规律出发，对排采制度进行优化设计，但仅在实际排采过程中，对实时变化的井底流压和渗透率数据进行排采制度的优化，参数较多，并且也仅采集储层渗透率，与实际操作误差较大。

发明内容

鉴于此，针对现有排采管控方法的冗杂性、操作困难、需要参数较多、不利于现场快速实施的问题，本发明采用油藏压力降落试井分析方法，利用煤层气井初期排采阶段数据，建立一套科学、简便、操作性强的基于排采过程中煤储层渗透率动态变化规律的排采管控方法，以期对煤层气的高效开发提供建设性意见。

一种基于排采过程中煤储层渗透率动态变化规律的排采管控方法，包括以下步骤：

步骤1，控制初始排采阶段井底流压降压速率为0.01MPa/d，时间为3d；

步骤2，收集煤层气井排采数据，数据包括井底流压、日产水量和排采时间；

步骤3，基于油藏压力降落试井分析方法，计算排采3d过程中煤储层动态渗透率；

步骤4，根据步骤3得到的煤储层动态渗透率，计算排采过程中煤储层动态渗透率的损害程度；

步骤5，将井底流压降压速率0.01MPa/d维持3d以后，开始设置不同井底流压降压速率，每个降压速率维持时间为3d，然后依次重复步骤2-5；

步骤6，通过综合分析不同降压速率条件下的煤储层动态渗透率的损害程度，并以此确定适合煤层气井的最优排采管控方式。

进一步地，步骤3中，煤储层动态渗透率的计算步骤为：

首先计算为处在t时刻的井底压力差△P

式中，p

以P

由直线段的斜率|m|求煤储层动态渗透率：

进一步地，步骤4中，损害程度计算公式为：

式中，K

进一步地，步骤5中，设置的不同井底流压降压速率为0.02MPa/d、0.03MPa/d、0.04MPa/d、0.05MPa/d。

进一步地，步骤6中，当应力敏感性损害率不超过5％，表明没有应力损害，当应力敏感性损害程度不超过30％，表明损害程度较弱；当应力敏感性损害程度不超过30％时，优选降压速率大的排采制度，通过调整游梁式抽油机的冲程和冲次，控制井底流压的下降速率；冲程和冲次越大，表明产水越多，井底流压下降速率越大。

本发明达到的有益效果为：本方法采用参数较少，具有操作简便、数据真实可靠，有利于现场快速实施的特点；避免了当前常用排采管控方法中需要不断调整参数、操作过程复杂、准确性难以得到保证的问题，相对于传统排采管控方法更便于实时；使用参数少，同时参数中采用的是不同井底流压条件下的渗透率数据，再反推排采过程中的渗透率，最终拟合结果与实际产能较为相符，对煤层气的高效开发提供建设性意见。

附图说明

图1为本发明实施例中排采管控方法的步骤流程图。

图2为本发明实施例中煤层气井的压力降落曲线图。

图3为本发明实施例中应力敏感性损害程度评价指标表。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

本发明采用油藏压力降速试讲分析方法，设计不同井底流压降压速率(0.01、0.02、0.03、0.04、0.05MPa/d)，收集排采过程中的数据，反演煤储层在排采过程中的渗透率。通过对比分析不同井底流压降压速率条件下，煤储层渗透率的伤害程度，以此确定煤层气井最优的排采管控方法。具体操作流程包括以下6个步骤(图1)：

步骤1，控制初始排采阶段井底流压降压速率为0.01MPa/d，时间为3d。

步骤2，收集煤层气井排采数据，数据包括井底流压、日产水量和排采时间。

步骤3，基于油藏压力降落试井分析方法，计算排采3d过程中煤储层动态渗透率。

式中，△P

因此，若以P

由直线段的斜率|m|即可求煤储层动态渗透率：

步骤4，基于公式(1)-(3)计算得到的渗透率，计算排采过程中煤储层动态渗透率的损害程度。

式中，K

步骤5，将井底流压降压速率0.01MPa/d维持3d以后，开始将井底流压降压速率分别设置为0.02MPa/d、0.03MPa/d、0.04MPa/d、0.05MPa/d，每个降压速率维持时间为3d，然后依次重复步骤(2)-(5)。

步骤6，通过综合分析不同降压速率(0.01MPa/d、0.02MPa/d、0.03MPa/d、0.04MPa/d、0.05MPa/d)条件下的煤储层动态渗透率的损害程度，并以此确定适合煤层气井的最优排采管控方法。

根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5358-2010(储层敏感性流动实验评价方法)(图3)，当应力敏感性损害率不超过5％，表明没有应力损害，当应力敏感性损害程度不超过30％，表明损害程度较弱。煤层气的生产需要经历“排水→降压→解吸→扩散→渗流→产出”，压降速率越小，排水周期时间越长，见气需要经历的时间越长，煤层气开采成本越高。考虑到煤层气井的开发成本，当应力敏感性损害程度不超过30％时，优选降压速率大的排采制度。通过调整游梁式抽油机的冲程和冲次，控制井底流压的下降速率。冲程和冲次越大，表明产水越多，井底流压下降速率越大。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。