[发明专利]考虑各向异性的煤层气井早期产水数据分析方法和系统

说明书

本发明公开了一种考虑各向异性的煤层气井早期产水数据分析方法和系统，包括如下步骤：获得已知煤层物性参数与煤层气井单相水阶段生产历史数据；假设非均质煤层转化为均质煤层时的均质渗透率k_i；对考虑各向异性的煤层气井产水方程进行线性化处理，并计算该线性化方程中的自变量X、因变量Y的值；将上述步骤中的X、Y值放入同一直角坐标系中，根据线性关系斜率反求得到渗透率k；将k与k_i进行比较，若两者的相对误差在1％以内，则认为k_i为正确的；否则，继续假设均质渗透率k_i；根据考虑各向异性的煤层气井产水方程进行线性化方程中的截距和斜率计算煤层面割理方向渗透率k_x和煤层端割理方向渗透率k_y。

技术领域

本发明涉及油气田开发工程领域，尤其涉及一种用于非常规油气藏开发的考虑各向异性的煤层气井早期产水数据分析方法和系统。

背景技术

生产数据分析方法是通过数学模型分析油(气)井实际生产数据进而反求储层参数的方法，使用的数学模型一般基于油(气)藏内部流体渗流方程、边界条件等推导得到。生产数据分析方法在理论上尽可能还原储层流体渗流状态，具有清晰的物理意义与理论背景，在实践上基于油(气)井实际生产数据，包括产量数据、压力数据、生产时间等，使得方法解释结果具有相当程度可靠性与实用性。鉴于此，生产数据分析方法兼具理论背景与实用性，应用简便、结果可靠，有助于油(气)藏现场快速确定储层关键参数。

煤层普遍发育割理系统，割理是普遍发育在煤层中的天然裂隙，割理一般以相互垂直或致垂直的两组出现，分为面割理和端割理。瓦斯、煤岩气在割理系统的渗透能力表现出极强非均质性，经过大量的调查发现，如表1所示，煤岩中面割理方向上的渗透率总大于端割理方向上的渗透率。

在王亚对煤岩渗透率各向异性实验评价中，对采自我国煤层气勘探开发较为活跃的陕西韩城矿区的试验样品进行面割理及端割理方向渗透率测定，结果表明：煤岩渗透率存在明显的各向异性，面割理与端割理方向渗透率之比可达5.1～9.0；在傅雪海的煤割理压缩实验及渗透率数值模拟中，对采自晋城成庄矿、高平望云矿、潞安常村矿、潞安五阳矿的样品在显微镜下测量面割理、端割理，发现面割理初始宽度均大于端割理的初始宽度,因此面割理渗透率大于端割理渗透率；有关基于煤岩割理正交各向异性的煤层气产能预测中，样品取自鄂尔多斯盆地，煤储层模拟参数面割理开度大于端割理开度，其渗透率之比在3.6左右；在曾春林的基于瓦斯渗透异性的煤层抽采钻孔合理布置的研究中，煤体平行层理方向渗透率是垂直层理方向渗透率的2.6倍左右,进而导致瓦斯在煤层中各向渗透差异。

因此，面割理、端割理在煤层内走向近乎正交，且面割理、端割理的渗透率之比介于1.2～9.0之间，表现出显著的渗透率非均质性。

表1不同煤矿地区面割理、端割理渗透率之比

常规煤层气井的生产会经历前期排水阶段，该阶段井底压力高于煤层内部临界解吸压力，煤岩割理不赋存气相或存在少量自身游离气相，需要指出的是此时的流动机理为单相水流。随着生产进一步进行，井底压力逐渐降低，一旦井底压力小于临界解吸压力，吸附气开始解吸并进入割理系统，此时煤岩内部出现气水两相流。根据煤层气井生产特征，即生产前期(时间跨度为几个月到几年)为单相排水阶段与生产中后期(时间跨度为几年到十几年)为气水两相流阶段，现有针对煤层气井生产数据分析方法可分为“单相水阶段”分析方法与“气水两相流”分析方法，其中绝大部分研究属于“气水两相流”分析方法。

现有煤层气井“单相水阶段”分析方法可细分为两类，一类借鉴常规油藏、气藏的生产数据分析方法，将油相、气相替换为水相，仍假设储层具有渗透率各向均质特征；另外一类考虑煤岩自身岩石力学性质以及低渗特征，在第一类方法的基础上考虑应力敏感效应、以及压力传播距离，但此类方法仍未考虑各向异性对储层内流体渗流的影响。