【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深层煤层气开发，特别涉及一种基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法。
技术介绍
1、我国深层煤层气在大宁-吉县地区取得了突破，正面临着在其他盆地进行深层煤层气试点的问题。在大宁-吉县地区，采用长水平井和大规模体积压裂的增产方式成功突破了该地区的深部8号煤的开发，但是该技术在其他盆地尝试并未取得较好的效果。这是由于煤层气的成藏机理和顶底板条件导致的。煤层气的成藏不依赖致密顶板的形成(煤层气的保存依赖于致密顶板)，这就导致了深部煤层气压裂过程中的裂缝穿层，从而减小深部煤层气的储层增产改造效果。因此，压裂过程中的能量(排量，用液强度，用砂强度，最高泵压)过大，会导致裂缝穿层，大量注入能量形成无效裂缝；压裂过程中的能量过小，则不能较好地增产，无法保证煤层气的产能。
2、目前，尚没有明确提出顶底板岩石力学效果对深部煤层气压裂过程中的影响，也没有针对顶底板岩石力学特征研究深部煤层气的可压性，并没有研究综合了两个因素(压裂能量对产能的影响效果和围岩约束作用对产能的影响效果)，分析深部煤层气的可压性，这就导致了该大宁-吉县的技术在其他盆地试用不完全成功的现状。针对此问题，亟需一种考虑深部煤层气顶底板特征对煤层压裂效果影响并综合压裂自身能量的深部煤层气可压性评价方式，以明确给出顶底板物性特征对大规模压裂工程设计和深部煤层气开发的影响。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法。
2、本专利技术的技术方案
3、一种基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，包括以下步骤：
4、s1：建立目标区典型井的数值模型，所述数值模型包括从上至下的上部岩层、顶板、煤岩、底板、下部岩层；
5、s2：设置多组压裂工况的平均参数并在所述数值模型中进行压裂缝扩展数值模拟，并完成历史拟合研究，获得各压裂工况的平均参数对应的平均缝高和产能强度；
6、s3：建立深层煤层气的压裂能量指数与能量聚焦指数的初始计算模型，并根据所述初始计算模型计算深层煤层气的压裂能量指数与能量聚焦指数；
7、计算顶底板对煤层裂缝的聚焦效果评价参数；
8、s4：调整所述初始计算模型中的权重系数，使每个压裂工况的平均参数对应的压裂能量指数、能量聚焦指数、聚焦效果评价参数以及产能强度形成四象限，获得生产效果评价图版；
9、s5：根据所述生产效果评价图版确定此时的权重系数，并以此时的权重系数建立深层煤层气的压裂能量指数与能量聚焦指数的最终计算模型；
10、s6：根据所述最终计算模型计算目标区目标井的压裂能量指数与能量聚焦指数，结合所述生产效果评价图版确定所述目标井所属的生产效果象限，获得所述目标井的可采性评价结果。
11、作为优选，步骤s1中，通过收集地质模型、地应力模型以及压裂工程参数建立所述数值模型；
12、或者通过收集地质建模所需参数、地应力建模所需参数以及压裂工程参数建立所述数值模型。
13、作为优选，所述地质模型包括平均孔隙度、渗透率、含气饱和度、吸附气量、井型、井坐标以及井轨迹；
14、所述地应力模型包括最大主应力、最小主应力、杨氏模量以及泊松比；
15、所述压裂工程参数包括压裂施工液量、施工过程压力以及储层破裂压力；
16、所述地质建模所需参数包括测井解释成果、地震解释层位成果、岩心描述、沉积相解释成果以及含气性；
17、所述地应力建模所需参数包括测井应力解释成果、地震岩石力学参数以及小压测试结果。
18、作为优选，步骤s1中，所述上部岩层和所述下部岩层均为50m。
19、作为优选，步骤s2中，所述压裂工况的平均参数包括压裂液用量、总砂量、平均排量、最高泵压以及压裂液黏度，设置多组所述压裂工况的平均参数时，按照每个平均参数的85％、90％、95％、100％、105％、110％以及115％进行分组设置，获得共计75组压裂工况的平均参数。
20、作为优选，步骤s2中，进行压裂缝扩展数值模拟时，设置井底流压为0.1mpa，按天进行数值模拟；
21、当所述典型井为水平井时，所述产能强度通过下式进行计算：
22、
23、式中：ch为水平井的产能强度，方/天/百米；qh0为水平井的初始产能，方/天；lh为水平井的长度，百米；
24、当所述典型井为直井时，所述产能强度通过下式进行计算：
25、
26、式中：cv为直井的产能强度，方/天/十米；qv0为直井的初始产能，方/天；dv为直井的厚度，十米；
27、所述水平井的初始产能和所述直井的初始产能均为所述典型井数值模拟中前两个月的日平均产量。
28、作为优选，步骤s3中，所述压裂能量指数的计算模型为：
29、
30、式中：fe为压裂能量指数，无因次；pmax为压裂过程中的最大泵压，mpa；为煤层的平均破裂压力，mpa；μl为压裂液的平均黏度，mpas；qmax为压裂过程中的最大排量，m3/min；σc为煤岩中水平井段的平均最小地应力，mpa；为煤岩的孔隙度，无因次；hc为煤岩的平均厚度，m；l为井段长度，km；xf为平均裂缝半长，m；α1和α2均为权重系数，无因次；
31、所述能量聚焦指数的计算模型为：
32、
33、式中：ef为能量聚焦指数，无因次；htba为顶底板的平均厚度，m；σtba为顶底板的平均最小地应力，mpa；为顶底板的平均破裂压力，mpa；为煤岩和顶底板的平均破裂压力，mpa；β1、β2和β3均为权重系数，无因次；
34、当所述计算模型中的权重系数均为1时，对应的模型即为所述初始计算模型；
35、所述顶底板对煤层裂缝的聚焦效果评价参数通过下式进行计算：
36、
37、式中：λ为顶底板对煤层裂缝的聚焦效果评价参数，无因次；hb为水平段下方的底板平均厚度，m；ht为水平段上方顶板的平均厚度，m；hf为压裂缝的平均缝高，m。
38、作为优选，所述顶底板的平均厚度通过下式进行计算：
39、
40、所述顶底板的平均最小地应力通过下式进行计算：
41、
42、式中：σb为水平段下方底板的平均最小主应力，mpa；σt为水平段上方顶板的平均最小主应力，mpa；
43、所述煤岩和顶底板的平均破裂压力通过下式进行计算：
44、
45、所述顶底板的平均破裂压力通过下式进行计算：
46、
47、式中：pfb为水平段下方底板的平均破裂压力，mpa；pft为水平段上方顶板的平均破裂压力，mpa。
48、本专利技术的有益效果是：
49、本专利技术考虑了压裂能量与围岩能量聚焦效应，能够更准确地评价深层煤层气的可采性，为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤S1中，通过收集地质模型、地应力模型以及压裂工程参数建立所述数值模型；
3.根据权利要求2所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，所述地质模型包括平均孔隙度、渗透率、含气饱和度、吸附气量、井型、井坐标以及井轨迹；
4.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤S1中，所述上部岩层和所述下部岩层均为50m。
5.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤S2中，所述压裂工况的平均参数包括压裂液用量、总砂量、平均排量、最高泵压以及压裂液黏度，设置多组所述压裂工况的平均参数时，按照每个平均参数的85％、90％、95％、100％、105％、110％以及115％进行分组设置，获得共计75组压裂工况的平均参数。
6.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方
7.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤S3中，所述压裂能量指数的计算模型为：
8.根据权利要求7所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，所述顶底板的平均厚度通过下式进行计算：
...【技术特征摘要】
1.一种基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤s1中，通过收集地质模型、地应力模型以及压裂工程参数建立所述数值模型；
3.根据权利要求2所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，所述地质模型包括平均孔隙度、渗透率、含气饱和度、吸附气量、井型、井坐标以及井轨迹；
4.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤s1中，所述上部岩层和所述下部岩层均为50m。
5.根据权利要求1所述的基于围岩聚焦效应的深层煤层气可采性评价方法，其特征在于，步骤s2中，所述压裂工...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱苏阳，刘伟，彭小龙，王超文，向东流，单德隆，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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