一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，通过物质平衡方法得到平均储层压力与平均含水饱和度，进而得到绝对渗透率与相对渗透率变化；利用束缚水饱和度和孔隙度的关系，预测束缚水饱和度的变化；将绝对渗透率和端点标定后的相对渗透率在同一状态下耦合，得到区域平均有效渗透率动态预测模型，进而得到有效渗透率曲线。本发明解决了实验室难以准确测量相渗曲线的问题；与现有技术相比，本发明能很好反映煤储层正负效应，可有效提高气相有效渗透率，对准确预测煤层气井气水产出规律，预测生产井未来产量提供了有力依据。
【专利说明】一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤层气开发的测量方法，尤其涉及一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，中国沁水盆地高煤阶储层煤层气商业化开发已取得了成功。然而，煤层气开发技术研究薄弱，仍然是制约中国煤层气产业深入发展的关键因素。煤储层渗透率便是煤层气开发评价的重要内容之一，相渗曲线则是煤层气井从单相水流到单相气流整个排采过程的真实反映。煤储层气水相对渗透率不仅强烈影响气体产率，更能够决定煤层气井能否实现经济产气。此外，相对渗透率也是数值模拟必不可少的参数之一。
[0003]煤储层尤其是高煤阶煤储层，具有特低孔特低渗的特点，在排采过程中，由于有效应力和基质收缩效应的影响，储层的物性参数会发生动态变化，进而相渗曲线发生变化。然而，当前煤储层气水相对渗透率分析广泛采用常规油气测试方法，即稳态法和非稳态法，其理论基础与测试方法是否适用于具有特殊性质的煤储层尚需探讨。同时，实验仪器和技术手段的局限性，既不能模拟开发过程中正负效应引起的储层物性参数的动态变化，又容易导致测量误差增大。因此，开展能够反映煤层气产出过程的相渗实验十分困难。此外，一些间接获取相对渗透率曲线的方法，如利用测井数据，毛管压力曲线等亦主要来自于常规油气，对常规油气储层比较适用，对煤储层误差较大。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，克服了目前煤储层气水相对渗透率测定误差大的技术缺点，这种方法综合考虑煤储层正负效应，基于高煤阶煤储层的特殊性质及煤层气井生产数据，在同一状态下，耦合绝对渗透率和相对渗透率，建立有效渗透率模型，对于准确量化正负效应的影响意义重大，也能够为生产提供更可靠的预测依据。
[0005]本发明基于以下原理:
[0006]通过物质平衡方法计算平均储层压力与平均含水饱和度，进而得到绝对渗透率与相对渗透率变化；利用束缚水饱和度和孔隙度的关系，预测束缚水饱和度的变化；将绝对渗透率和端点标定后的相对渗透率在同一状态下耦合，得到区域平均有效渗透率动态预测模型，进而可以绘制有效渗透率曲线。
[0007]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:
[0008]一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，包括以下步骤:
[0009](I)选择合理生产井，现场获取累计产气、产水数据，包括累计产气量Gp、累计产水量Wp，整理得到两相渗流气水同产阶段的累计产气量和累计产水量；
[0010]所述合理生产井是指:a.该生产井在稳定产气阶段没有受到人为因素的干扰，如
二次压裂、停泵修井、更改工作制度等；b.该生产井也不位于断层附近，没有发生窜流或者水侵现象；C.该生产井气水产出符合煤层气井产出的正常规律，即依次经历排水降压、解吸产气、达到产气高峰、产气衰竭的过程,没有出现产量突变的情况；
[0011]所述整理指的是用累计产水量减去煤层气产出之前的累计产水量，从而获得气水同产阶段的累计产气量和累计产水量；
[0012](2) 一种通过数据装置处理的过程:包括建立物质平衡方程，模拟得到生产过程中储层压力值的变化值，并将含水饱和度表示为所述储层压力值的函数，获得该储层压力值下降过程中含水饱和度数据的变化值；
[0013]所述物质平衡方程模拟，是利用气相和水相物质平衡方程，将累计产气量、累计产水量及储层物性参数，如煤层厚度h、泄流面积A、兰氏体积\、兰氏压力等代入到方程中，通过这两个物质平衡方程求解得到储层压力值的变化，再将含水饱和度表示为储层压力的函数，获得储层压力值下降过程中含水饱和度数据的变化；
[0014]本发明所述数据处理装置包括计算机以及其他已知的数据处理功能的设备。
[0015](3) 一种通过数据装置处理的过程:包括建立绝对渗透率模型，将所述储层压力值设定在绝对渗透率模型中，得到绝对渗透率的变化；将所述含水饱和度代入相对渗透率模型中，得到相对渗透率的变化，并标定端点相对渗透率；
[0016](4) 一种通过计算机数据处理的过程:将同一时刻，即相同储层压力与含水饱和度条件下获取的标定后的相对渗透率与绝对渗透率耦合，得到该时刻有效渗透率。
[0017]所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，进一步包括:
[0018](5) 一种通过计算机数据处理的过程:以含水饱和度为横坐标，有效渗透率为纵坐标，绘制有效渗透率曲线，将其应用于生产测定。
[0019]本发明方法中，所述步骤(3)包括建立(A)分形相对渗透率的模型和曲线绘制和(B)Palmer&Mansoori绝对渗透率模型和曲线绘制；其中所述(A)分形相对渗透率的模型(简称分形模型)，表达式为
【权利要求】
1.一种利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，包括以下步骤: (1)选择合理生产井，现场获取累计产气、产水数据，包括累计产气量Gp、累计产水量Wp，得到两相渗流气水同产阶段的累计产气量和累计产水量； (2)一种通过数据装置处理的过程:包括建立物质平衡方程，模拟得到生产过程中储层压力值的变化值，并将含水饱和度表示为所述储层压力值的函数，获得该储层压力值下降过程中含水饱和度数据的变化值； (3)—种通过数据装置处理的过程:包括建立绝对渗透率模型，将所述储层压力值设定在绝对渗透率模型中，得到绝对渗透率的变化；将所述含水饱和度代入相对渗透率模型中，得到相对渗透率的变化，并标定端点相对渗透率； (4)一种通过计算机数据处理的过程:将相同储层压力与含水饱和度条件下获取的标定后的相对渗透率与绝对渗透率耦合，得到该时刻有效渗透率。
2.根据权利要求1所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，所述方程模拟是利用气相和水相物质平衡方程，将所述累计产气量、累计产水量及储层物性参数，包括煤层厚度h、泄流面积A、兰氏体积 '、兰氏压力匕设定到该平衡方程中，通过所述两个物质平衡方程得到储层压力的变化值。
3.根据权利要求1所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，进一步包括: (5)一种通过计算机数据处理的过程:以含水饱和度为横坐标，有效渗透率为纵坐标，绘制有效渗透率曲线，将其应用于生产测定。
4.根据权利要求1、2、或3所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，进一步包括: 本发明方法中，所述步骤(3)包括建立:(A)分形相对渗透率的模型和曲线绘制；(B)Palmer&Mansoori绝对渗透率模型和曲线绘制； 其中所述(A)分形相对渗透率的模型，表达式为
5.根据权利要求1、2或3所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法所述步骤(4)动态参数I禹合,包括: (C)储层压力与含水饱和度关系一煤层气藏物质平衡方程:得到任意时刻的储层累积产气量的地面体积:
6.根据权利要求1、2、或3所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，所述步骤⑶，其中束缚水饱和度的变化利用压汞束缚水饱和度和孔隙度的变化关系值测定。
7.根据权利要求5所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，所述束缚水饱和度通过:(D)束缚水饱和度与孔隙度关系测定方法，即压汞实验，测试煤样束缚水饱和度和孔隙度值，并得到不同样品的分形维数；将所述压汞孔隙度和束缚水饱和度采用指数关系进行拟合，得到拟合关系
y = 93.29 Ie^0 065x (9)
8.根据权利要求1、2、或3所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，进一步包括:所述步骤(3)包括:(E)建立有效渗透率模型: 所述有效渗透率简要表达式如下: kg = kkrg0krg (10) kw = kkrw0krw (11) 其中，krg0为端点气相相对渗透率；krW(l为端点水相相对渗透率；kg为气相有效渗透率，mD ；kw为水相有效渗透率，mD。
9.根据权利要求1、2或3所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，进一步包括数据装置绘制模型计算后的如下曲线: 绘制利用煤层气井生产数据计算气水相渗曲线流程图，得到的有效渗透率曲线； 绘制煤样压汞实验束缚水饱和度和孔隙度拟合关系图，得到拟合关系； 绘制变化绝对渗透率与恒定绝对渗透率曲线对比图，得到绝对渗透率动态变化对低含水饱和度下的气相有效渗透率的影响关系； 绘制变化束缚水饱和度与恒定束缚水饱和度曲线对比图，得到当束缚水饱和度动态变化时，气相有效渗透率变化速度关系； 绘制利用新相渗模型与常规相渗模型进行历史拟合的产气曲线对比图，建油藏模型。
10.根据权利要求5所述的利用煤层气井生产数据测量气水相渗曲线的方法，在应用生产数据获得有效渗透率时，模型初始值设置为临界解吸压力对应数值。
【文档编号】E21B49/00GK104018829SQ201410221806
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】许浩, 赵俊龙, 孟艳军, 陶树, 李松 申请人:中国地质大学（北京）