[发明专利]一种煤层气产量预测方法

说明书

本发明公开了一种煤层气产量预测方法，包括如下步骤：建立煤层气储集和运移的地质模型；在所述地质模型中建立煤层气储层的数学模型，在所述数学模型中，根据煤基质解吸相对收缩量和煤基质孔隙度的变化量得到煤层的动态渗透率；利用数值方法对所述数学模型进行求解，获得数值模型；求解所述数值模型，得到煤层气产量及储层压力分布。本发明通过对煤裂隙压缩系数和煤体积收缩系数的综合改进提高了预测方法的准确度，进一步地，本发明考虑了近井地带煤粉影响，将近井煤粉折算为煤粉污染表皮，适用于易出煤粉、地质条件了解不够清楚的煤层气井。

技术领域

本发明涉及煤层气的开采技术领域，特别涉及一种煤层气产量预测方 法。

背景技术

煤层气是一种自生自储的非常规天然气，它的开发和利用对改善能源结 构、环境保护和煤矿安全均具有重要意义。基于现有的煤层气开采技术，目 前已出现了众多的商业化或个人研发的煤层气数值模拟软件。

煤粉堵塞和自调节效应是影响煤层渗透率的两大因素，煤层气井开发过 程中，特别是开发初期，煤质易产出煤粉，在近井地带堵塞煤层产气通道， 导致渗透率降低，但是，现有的煤层气数值模拟软件没有综合考虑这两种影 响因素，采用的渗透率模型没有考虑煤粉堵塞对渗透率的影响，缺少对煤裂 隙压缩系数和煤体积收缩系数的综合改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种煤层气产量预测方法，运用 了自调节效应改进渗透率模型，通过对煤裂隙压缩系数和煤体积收缩系数的 综合改进提高预测方法的准确度。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种煤层气产量预测方法，包括：

建立煤层气储集和运移的地质模型；

在所述地质模型中建立煤层气储层的数学模型，在所述数学模型中，根 据煤基质解吸相对收缩量和煤基质孔隙度的变化量得到煤层的动态渗透率；

利用数值方法对所述数学模型进行求解，获得数值模型；

求解所述数值模型，得到煤层气产量及储层压力分布。

进一步地，假设p为储层压力，单位为MPa；pr为煤基质临界解吸压 力，单位为MPa，

当p＞p_r时：

其中：K为裂缝的动态绝对渗透率，单位为10^-3μm²；K_o为煤层的原始 渗透率，单位为10^-3μm²；C_f为孔隙体积压缩系数，单位为1/MPa；v为煤岩 的泊松比；p₀为煤层原始地层压力，单位为MPa；

当p≤p_r时：

煤基质解吸相对收缩量Δε为：

其中：ρ_c为煤基质密度，单位为t/m³；R为理想气体常数， R＝8.314J/(mol·K)；E为杨氏弹性模量，单位为MPa；V₀为气体标准状况下 的摩尔体积；T为温度，单位为K；

所述煤基质孔隙度的变化量为：

其中：φ为煤层的动态孔隙度；φ_o为煤层的原始孔隙度；M表示煤基质 变性量的第一特性参数，单位为MPa；Ks表示煤基质变性量的第二特性参 数，单位为MPa；所述煤层的动态渗透率为：