一种煤层含水量和产水量预测方法技术

本发明专利技术公开了一种煤层含水量和产水量预测方法，包括：1)计算纯煤层产水量参数及产水量；2)构建顶底板砂岩产水综合评价参数；3)计算煤层排采产水量；4)计算煤岩全水分；5)计算煤层含水量；6)计算煤层顶底板砂岩含水量。本发明专利技术通过分析煤层排采初期产水量与测井量的关系，建立了利用测井资料预测纯煤层排采产水量的方法；在煤层近距离范围内存在含水砂岩的情况下，给出了煤层与含水砂岩共同产水的产水量计算模型；依据煤岩实验，建立了由测井资料计算煤层含水量的方法，提供了顶板砂岩层的总含水量；利用可动水含水量与产水量，可以初步预测排采过程的产水周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤层气勘探开发领域，特别涉及煤层含水量计算和煤层气排采过程中产水量的预测。
技术介绍
煤层中含有数量不等的水。煤层水不仅是煤层气富集的重要影响因素，同时作为客观介质对煤层气的产出具有重要的作用，其产出引起储层压力的动态变化直接影响着煤层气的解吸过程。绝大部分煤层气排采需要通过抽排出煤层中的水分，使煤层压力降低到临界解吸压力以下，煤层中的煤层气解吸后沿裂隙排出。只有极少部分煤层被打开后游离气直接产出。煤岩既有大量的微孔隙，又有显微裂隙和宏观裂隙，即双重孔隙结构，造成煤层产水地质因素复杂。煤层从被射开到产气，一般需要经历数天、数月到几年的排水降压阶段。实际排采过程中，煤层产水量井间差异大，日产水量从几方-几百方，产水量大的井降压困难，造成只产水不产气。煤层气排采过程中的产水量预测，成为煤层气开发时期的技术需求。煤层气开发属于近几年的新兴产业，有文献推出关于煤层气排采产能评估软件，但由于不同的排采方式和煤层本身地质因素的影响，可靠性不能满足需要。而对于煤层气排采过程中的产水量预测方法基本处于空白状态。由于测井资料能够反映煤层的物性、煤质、煤层结构等信息，具备了煤层含水量和产水量评价的基础。利用测井资料分析煤层的产水因素，在此基础上开展煤层产水预测技术研究，筛选敏感因素，进而建立煤层含水量和产水量计算方法。
技术实现思路
本专利技术目的是利用测井资料评价煤层总的含水量，提供一种煤层含水量和产水量预测方法，此两项参数可用于煤层气开发方案(部井、开采层位、压裂规模、排采方案等)的制定，提高煤层气开发效率。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种煤层含水量和产水量预测方法，包括以下步骤：1)计算纯煤层产水量参数及产水量；2)构建顶底板砂岩产水综合评价参数；3)计算煤层排采产水量；4)计算煤岩全水分；5)计算煤层含水量；6)计算煤层顶底板砂岩含水量。本专利技术进一步的改进在于：所述步骤1)中，纯煤层产水量参数及产水量的计算方法为：筛选排采煤层顶底板中无明显含水砂岩的井，统计煤层排采产水量与煤层测井响应的关系，确定煤层产水量的敏感测井量，并构建煤层产水综合评价参数：Wcb＝f(PORD，PORS，GR，RT)式中：PORD为密度孔隙度；PORS为声波孔隙度；GR为自然伽马；RT为电阻率；单井煤层产水量QWC计算公式：QWC＝c1×Wcb+c2上式中，c1、c2为区域系数。所述步骤2)中，构建顶底板砂岩产水综合评价参数Wrf的具体方法为：Wrf＝f(PORs，THKs，D)上式中，THKs为砂岩厚度；PORs为砂岩孔隙度；D为砂岩距煤层的距离。所述步骤3)中，煤层排采产水量的计算方法为：将煤层产水评价参数Wcb、砂岩产水评价参数Wrf与煤层排采产水量联合分析，通多元回归建立关系式，进行煤系地层煤层排采产水预测；煤层排采总产水量QWT预测函数：QWT＝f(Wrf，Wcb)。所述步骤4)中，煤岩全水分的计算方法为：对煤样全水分计算公式如下：Mt＝(100-Mf)×Minh/100+Mf其中：Mt为煤样的全水分，单位％；Mf为煤样的外水分，单位％；Minh为煤样空气干燥基水分，单位％；利用煤心全水分实验数据，经岩心归位后与测井资料结合，优选相关性较高的测井量，经多元回归建立煤层全水分预测模型；煤岩全水分Mt计算函数：Mt＝f(RT，GR，AC，DEN)其中：Mt为煤岩全水分，％；DEN为体积密度；AC为纵波时差；GR为自然伽马；RT为电阻率。所述步骤5)中，煤层含水量的计算方法为：以煤岩全水分计算为基础，利用测井提供的煤层厚度、煤岩体积密度，根据实际井距，建立单井煤层总含水量预测模型；煤层总含水量：WTC＝(THKcb×S×DEN×(Mt/100))/ρw/10000上式中，S为煤层排采供水面积：对于单井而言，S＝R2，R为井距，单位m；对于区域而言，S为区域整体排采时地层流体流动波及范围；其中，Mt为煤层全水分评价参数，单位％；THKcb为煤层厚度，单位m；ρw为煤层水密度，单位g/cm3；DEN为煤岩密度，单位g/cm3；单井煤层可动水含量：WCM＝WTC×Scwm其中：WTC为煤层总含水量，单位104m3；WCM为煤层可动水含量，单位104m3；Scwm为煤层可动水饱和度。所述步骤6)中，煤层顶底板砂岩含水量的计算方法为：顶底板砂岩层总含水量预测模型：WTS＝(S×THKs×(POR/100))/ρw/10000上式中，S为顶地板砂岩面积；对于单井而言，S＝R2，R为井距，单位为m；对于区域而言，S为区域整体排采时地层流体流动波及范围；ρw为砂层水密度，单位为g/cm3；THKs为砂岩厚度，单位为m；POR为砂岩孔隙度，单位％；顶底板砂岩层可动水量预测模型：WSM＝WTS×(1-SWIR)上式中，WTS为顶底板砂岩总含水量，单位104m3；WSM为顶底板砂岩可动水，单位104m3；SWIR为砂岩层束缚水饱和度，单位％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在一定程度上满足了煤层气开发所需技术，拓宽了测井评价范围。本专利技术技术方案带来的有益之处是：通过分析煤层排采初期产水量与测井量的关系，建立了利用测井资料预测纯煤层排采产水量的方法；在煤层近距离范围内存在含水砂岩的情况下，给出了煤层与含水砂岩共同产水的产水量计算模型；依据煤岩实验，建立了由测井资料计算煤层含水量的方法，提供了顶板砂岩层的总含水量；利用可动水含水量与产水量，可以初步预测排采过程的产水周期。利用本专利技术提供的含水量和产水量预测结果，可以帮助煤层气公司制定合理的井位部署、射孔层段、压裂措施以及排采方案。【附图说明】图1是B区块纯煤层(不含顶底板砂岩)组合产水参数Wcb与煤层排采产水量的相关图；图2是B区块顶底板砂岩产水参数Wrf与煤层排采产水量关系图；图3是B区块敏感测井量与煤岩全水分关系及测井煤岩全水分预测模型效果图；图4是B区块单井煤层含水量测井解释成果图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1至图4，本专利技术煤层含水量和产水量预测方法，包括以下步骤：1)计算纯煤层产水量参数及产水量；筛选排采煤层顶底板中无明显含水砂岩的井，统计煤层排采产水量与煤层测井响应的关系，确定煤层产水量的敏感测井量，并构建煤层产水综合评价参数：Wcb＝f(PORD，PORS，GR，RT)式中：PORD为密度孔隙度；PORS为声波孔隙度；GR为自然伽马；RT为电阻率；单井煤层产水量QWC计算公式：QWC＝c1×Wcb+c2上式中，c1、c2为区域系数。2)构建顶底板砂岩产水综合评价参数；构建顶底板砂岩产水综合评价参数Wrf的具体方法为：Wrf＝f(PORs，THKs，D)上式中，THKs为砂岩厚度；PORs为砂岩孔隙度；D为砂岩距煤层的距离。3)计算煤层排采产水量；煤层排采产水量的计算方法为：将煤层产水评价参数Wcb、砂岩产水评价参数Wrf与煤层排采产水量联合分析，通多元回归建立关系式，进行煤系地层煤层排采产水预测；煤层排采总产水量QWT预测函数：QWT＝f(Wrf，Wcb)。4)计算煤岩全水分；煤岩全水分的计算方法为：对煤样全水分计算公式如下：Mt＝(100-Mf)×Minh/100+Mf其中：Mt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层含水量和产水量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算纯煤层产水量参数及产水量；2)构建顶底板砂岩产水综合评价参数；3)计算煤层排采产水量；4)计算煤岩全水分；5)计算煤层含水量；6)计算煤层顶底板砂岩含水量。

【技术特征摘要】
1.一种煤层含水量和产水量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算纯煤层产水量参数及产水量；2)构建顶底板砂岩产水综合评价参数；3)计算煤层排采产水量；4)计算煤岩全水分；5)计算煤层含水量；6)计算煤层顶底板砂岩含水量。2.根据权利要求1所述的煤层含水量和产水量预测方法，其特征在于，所述步骤1)中，纯煤层产水量参数及产水量的计算方法为：筛选排采煤层顶底板中无明显含水砂岩的井，统计煤层排采产水量与煤层测井响应的关系，确定煤层产水量的敏感测井量，并构建煤层产水综合评价参数：Wcb＝f(PORD，PORS，GR，RT)式中：PORD为密度孔隙度；PORS为声波孔隙度；GR为自然伽马；RT为电阻率；单井煤层产水量QWC计算公式：QWC＝c1×Wcb+c2上式中，c1、c2为区域系数。3.根据权利要求1所述的煤层含水量和产水量预测方法，其特征在于，所述步骤2)中，构建顶底板砂岩产水综合评价参数Wrf的具体方法为：Wrf＝f(PORs，THKs，D)上式中，THKs为砂岩厚度；PORs为砂岩孔隙度；D为砂岩距煤层的距离。4.根据权利要求1所述的煤层含水量和产水量预测方法，其特征在于，所述步骤3)中，煤层排采产水量的计算方法为：将煤层产水评价参数Wcb、砂岩产水评价参数Wrf与煤层排采产水量联合分析，通多元回归建立关系式，进行煤系地层煤层排采产水预测；煤层排采总产水量QWT预测函数：QWT＝f(Wrf，Wcb)。5.根据权利要求1所述的煤层含水量和产水量预测方法，其特征在于，所述步骤4)中，煤岩全水分的计算方法为：对煤样全水分计算公式如下：Mt＝(100-Mf)×Minh/100+Mf其中：Mt为煤样的全水分，单位％；Mf为煤样的外水分，单位％；Minh为煤样空气干燥基水分，单位％；利用煤心全水分实验数据，经岩心归位后与测井资料结合，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建功，罗安银，陈晓琼，刘文华，崔小帅，郭森，刘荣芳，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11