[发明专利]一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法

权利要求书

1.一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于步骤如下：

步骤(1)、从待钻区块目的煤层钻孔获取岩心，确定煤岩的岩石类型系数和地质强度指标；

步骤(2)、对获得的岩心进行实验试样加工，制得多组标准圆柱体煤岩心试件；

步骤(3)、采用单轴抗压试验机对所制得的多组煤岩心进行单轴抗压强度试验，将多组测试值的平均值作为待钻区块的煤岩单轴抗压强度

步骤(4)、根据霍克-布朗准则定义煤岩破碎系数公式，用以评价煤层破碎程度；

步骤(5)、根据多元线性回归方法确定待钻区块目的煤层的地应力场，获取待钻区块目的煤层每个单元的最大主应力值、最小主应力值；

步骤(6)、将待钻区块目的煤层每个单元的最大主应力值、最小主应力值，单轴抗压强度，岩体系数代入煤岩破碎系数公式，计算待钻区块目的煤层的破碎系数；

步骤(7)、根据煤层钻井的现场经验，建立目的煤层不同破碎程度区域与煤层气钻井井位选择的对应关系；

步骤(8)、根据划分的待钻区块目的煤层不同破碎程度区域，选择煤层气直井钻井井位。

2.根据权利要求1所述的一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于，标准圆柱体煤岩心试件高度为50mm，误差±1mm；直径为25mm，误差±0.5mm。

3.根据权利要求1和2所述的一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于，岩心实验试样组数为不少于20组。

4.根据权利要求3所述的一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于，煤层不同破碎程度区域与煤层气钻井井位选择的对应关系为：

①破碎区：该区域内严禁选择钻井井位；

②较强破碎区：该区域内不建议选择钻井井位，若需选择钻井井位应严格控制钻进参数；

③较弱破碎区：该区域内可以选择钻井井位，且可适当放宽钻进参数；

④未破碎区：该区域内优先考虑钻井井位。

5.根据权利要求1或4所述的一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于，煤层气水平井及其分支井井眼轨迹选择在未破碎区、较弱破碎区域内。

6.根据权利要求5所述的一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于，优先选择井眼轨迹所在煤层位置处破碎系数平均值最小的井眼轨迹。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，其特征在于具体步骤包括：

①、定义多元线性回归方程：

σk=Σi=lnLiσik]]>

式中，σ_k为对应观测点k的应力回归计算值，σ_k=[σ_xkσ_ykσ_zkτ_xykτ_yzkτ_zxk]^T；i=1,…n分别对应不同工况；σ_ik为对应i工况k观测点的应力有限元计算值，σ_ik=[σ_ixkσ_iykσ_izkτ_ixykτ_iyzkτ_izxk]^T；L_i为待定回归系数；

②、计算最小二乘法的残差平方和S_残：

式中：为k观测点j应力分量的观测值；为i工况下k观测点j应力分量的有限元计算值；m观测点个数；

根据最小二乘法原理，残差平方和S_残达到最小值时，应满足：

Σk=1mΣj=16(σjk1)2Σk=1mΣj=16σjk1σjk1···Σk=1mΣj=16σjk1σjknΣk=1mΣj=16(σjk2)2···Σk=1mΣj=16σjk2σjkn······Σk=1mΣj=16(σjkn)2L1L2···Ln=Σk=1mΣj=16σjk*σjk1Σk=1mΣj=16σjk*σjk2···Σk=1mΣj=16σjk*σjkn]]>

③、求解方程得到n个待定回归系数L=(L₁,L₂,…,L_n)^T，则目的煤层任意单元P的地应力可由下式迭加得到：

σjP=Σi=1nLiσjPi]]>

式中，j=(1,2,…,6)^T为目的煤层任意单元地应力的6个分量。