一种自适应化的煤层气排采制度设计新方法

本发明涉及煤层气的开采与制度优化，属于煤层气排采领域。

背景技术：

1、中浅层煤层气排采过程的核心是降压解吸，降压过程中会形成压降漏斗，只有当排水降压低至压力低于临界解吸压力以下时，煤层才有气体发生解吸；深层-超深层煤层气富含游离气，但生产至中期仍会进入吸附气解吸过程。

2、煤层气开发过程中孔隙率与渗透率对有效应力的敏感性极强，同时煤储层中也存在极强的速度敏感性。如果排采制度不合理，将会造成煤储层的出煤粉出砂和渗透率急剧降低。因此，煤层气排采制度是煤层气开发的一个核心环节。

3、煤层气开采至今，前人提出各式各样的排采模式，但基本上都是针对各自区块而提出的只适用于本区块的排采制度，对于大部分没有排采制度或新开井的生产区块，亦或是对于当前处于前沿的深层-超深层煤层气区块，它们在生产初期并不能得到理论的指导。

技术实现思路

1、本发明目的：为了解决目前煤层气开采领域中存在排采制度专一性太强，部分井排采制度不合理，新开井排采制度缺失等问题，需要设计出一种自适应化的煤层气排采制度设计新方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种自适应化的煤层气排采制度设计新方法，该技术包括下列步骤：

3、s100：根据煤层气吸附解吸特性，临界解吸压力pc(单位：mpa)为见套压时井底流压pca(单位：mpa)、克服毛管压降δp(单位：mpa)及使气相开始流动压降pq(单位：mpa)的和。其中，克服毛管压降δp可由储层平均孔隙r*(单位：％)或储层孔隙分布f(r)计算获得。而使气相开始流动压降pq可由储层的束缚气饱和度sgi(单位：％)利用储层压力与流体饱和度关系通过迭代计算获得。

4、s200：煤层气生产过程中井底流压计算采用hagadorn-brown模型，压降方程为两相摩阻系数fm(单位：无量纲)采用jain公式计算，气液混合物密度ρm(单位：kg/m3)由持液率计算获得。

5、s300：对于井筒中的固液流动，固体颗粒在液体中所受的其它的作用力如附加质量力等可以忽略不计，故只考虑重力、浮力和表面阻力。固体颗粒在流体中沉降所受到的阻力将与引起颗粒沉降的力相平衡，故固体颗粒作匀速沉降，此时颗粒的沉降速度即称为沉降末速(临界携砂流速)。

6、s400：对椭球液滴进行受力分析，建立气流对液滴的曳力与液滴的沉降重力之间的关系式，进而得到椭球形气井临界携液模型为：

7、s500：从s100得到临界解吸压力，从s200得到原始井底流压，从s300临界携砂流速，从s400得到携液流速，耦合临界携液流速和临界携砂流速，判断当前状况是否合理，若是则得到合理的降压幅度和排水量，即得到合理的排采制度，若不是则重新设定时间。

技术特征：

1.一种自适应化的煤层气排采制度设计新方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的一种自适应化的煤层气排采制度设计新方法，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种自适应化的煤层气排采制度设计新方法；它解决目前煤层气开采领域中存在排采制度专一性太强，部分井排采制度不合理，新开井排采制度缺失等问题；其技术方案是：通过计算得到解吸压力、原始井底流压和临界携砂流速，设定排采时间计算得到携液流速，进行流速耦合，得到合理排采制度；本发明考虑排采过程中的多重因素，使方案更加合理，且是自适应化的排采制度，可编辑程序进行推广实施。

技术研发人员：谭晓华,孙鑫山,王宪文,田伟,赵峥延,蔡佳明,朱文静
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26