【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气田开发工程以及非常规油气藏开发领域，具体涉及煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法。
技术介绍
1、我国乃至全世界普遍发育欠饱和煤层气藏，该类气藏的原始煤层压力高于临界解吸压力，需要经历较长时间的单相排水阶段才能实现煤层降压解吸，进而在煤层中形成气水两相流并最终形成井口产气。目前围绕煤层气开发建立的生产数据分析方法主要基于中后期单相气流，较少量研究探索了基于煤层气水两相流的生产数据分析方法，煤层气井早期单相水阶段的生产数据分析方法研究薄弱。欠饱和煤层气井产量演化一般包括早期单相排水、中期气水两相流与中后期单相气流三个阶段，比较于中后期生产数据分析反演储层基本物性与改造参数，通过前期数据反演能更早确定上述关键参数，更有利于煤层气井配产、排采制度设计以及后续生产优化等。此外，煤层气水两相流特征复杂，受到气体解吸、两相毛管力、气水两相渗流能力差异等多因素影响，现有针对煤层气水两相流的生产数据分析方法处于起步阶段，反演结果可靠性与准确度仍不理想。针对煤层气井开发后期的单相气阶段，分析方法主体沿用常规气井分析方法，考虑煤层特有的动态渗透率、气体解吸效应，可较为准确的反演储层基本物性以及控制储量，然而只有物性条件好、排采制度合理、未与外界水体连通的煤层气井生产较长时间才能到达单相气阶段，绝大部分煤层气井不存在单相气阶段，因此单相气阶段生产数据分析方法对煤层气井的适用性较弱。单相水阶段具有流态单一、日产水量影响因素相对较少、产水方程便于线性化等优点，能有效降低方法反演结果多解性与保障反演精度，初期反演结果能有效支
2、现有煤层气井单相水阶段生产数据分析方法主要沿用常规油气井，未全面考虑煤层动态渗透率以及低渗特性导致的长时间“动边界”，沿用的单相水分析方法本质上不能满足煤层气井分析需求。此外，现有单相水阶段生产数据分析方法往往围绕某一特定流型建立，普遍存在反演物性数量有限的问题，例如现有基于线性流建立的生产数据分析方法仅能得到裂缝半场与渗透率数学关系(lf·k0.5)，而不能确定裂缝半长与煤层渗透率；基于边界控制流建立的生产数据分析方法能得到煤层部分物性与油气井控制区域，但不能确定煤层改造参数。实际油气井生产数据波动较大，通过单一流型生产数据分析方法处理的数据往往存在多条线性段，导致反演结果多解性强，其内在原因在于单一流型方法应用流程缺乏验证反馈环节，无法保障反演结果的可靠性。瞄准现有单相水阶段生产数据方法对煤层气井的不适应性与反演参数有限、多解性强等问题，
技术实现思路
1、针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法。其较现有单相水阶段生产数据分析方法在反演参数数量、求解准确度等方面具有明显优势，能高效反演煤储层关键物性与储层改造参数，为煤层气井中后期产能预测、排采方案制定、气井采收率标定提供理论基础。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法，包括线性流分析和椭圆流分析；其中线性流分析包括以下步骤：
4、s1、收集目标煤层气井生产数据；包括日产水量、井底压力以及生产天数；
5、s2、在研究区块煤岩应力敏感系数变化范围内给定煤岩应力敏感系数初值αo；
6、s3、根据公式(11)、(12)得到每天的xlinear、ylinear并获得线性关系公式(13)；
7、
8、xlinear＝exp[α(pi-pw)]-1 (12)
9、
10、其中，qw代表日产水量，m3/d；t代表煤层气井的生产时间，天；φ代表煤岩孔隙度，无因次；μw代表煤层水粘度，cp；ct代表煤岩综合压缩系数，是煤岩孔隙压缩系数与煤层水压缩系数的加和，mpa-1；α代表煤岩应力敏感系数，mpa-1；pi代表煤层原始储层压力，mpa；k代表煤层原始渗透率，md；lf代表裂缝半长，m；h代表煤储层厚度，m；pw代表井底压力，mpa；xlinear、ylinear分别代表线性流产水方程经线性化处理的每日横坐标、纵坐标表达式。
11、s4、在直角坐标系中绘制(xlinear，ylinear)散点图，识别并拟合线性段，得到mlinear和截距；mlinear是上述线性关系的斜率；
12、s5、若截距大于10-5则重新给定煤岩应力敏感系数初值αo并重复上述步骤s2-s4，直到截距小于10-5，则实施步骤s7；
13、s6、确定煤岩应力敏感系数α与mlinear；基于公式(14)与mlinear得到正确的lf·k0.5值；
14、
15、所述椭圆流分析包括以下步骤：
16、s7、根据线性流生产数据分析获取的应力敏感系数α与lf·k0.5值，给定目标区块煤岩原始渗透率初值ko；
17、s8、基于线性流得到的lf·k0.5值计算lf；
18、s9、根据公式(19)、(20)计算每天的yellipse和xellipse；
19、
20、
21、ly代表垂直于人造裂缝方向不断扩展的压力波前缘位置；lx代表沿着人造裂缝方向的压力波前缘位置；xellipse，yellipse为椭圆流产水方程经线性化处理的每日横坐标、纵坐标表达式。
22、s10、在直角坐标系中绘制(xellipse，yellipse)散点图，识别并拟合线性段，得到mellipse和b ellipse；mellipse为椭圆流线性关系的斜率，bellipse为椭圆流线性关系的截距；
23、s11、根据mellipse与公式(24)，计算煤岩渗透率k，比较煤岩渗透率初值ko与煤岩渗透率k之间相对误差σ；
24、煤岩渗透率与表皮系数表达式：
25、
26、s＝-bellipse (25)
27、s12、若σ大于1％则重新给定煤岩渗透率初值ka并重复上述步骤s7-s11，直到σ小于1％，确定煤岩渗透率与b ellipse；
28、s14、根据公式(25)与b ellipse计算表皮系数。
29、优选地，步骤s2中，线性流流型下流体主要沿着垂直于人造裂缝方向流入井筒形成产量，单相水线性流下的流动速度则表示为：
30、
31、其中，vlinear代表线性流下煤层水流速度，m/s；k(p)代表考虑应力敏感影响的煤层渗透率，md；p代表煤层压力，mpa；μw代表煤层水粘度，cp；l代表沿着水流方向上的距离，m；
32、在降压排水过程中，煤层压力逐渐降低，煤层渗透率受应力敏感效应作用也会逐渐降低，其表征方程如下；
33、k(p)＝k·exp[本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法，其特征在于，包括线性流分析和椭圆流分析；其中线性流分析包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法，其特征在于，步骤S2中，线性流流型下流体主要沿着垂直于人造裂缝方向流入井筒形成产量，单相水线性流下的流动速度则表示为：
3.如权利要求1所述的煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法，其特征在于，随着煤层气井进一步开发，压力波前缘继续扩展，流型逐渐由线性流演变为椭圆流，压力波前缘以椭圆形几何形态往外扩展，其中垂直人造裂缝方向的压力波前缘位置仍由公式(3)表征，沿着人造裂缝方向的压力波前缘位置由下式(15)表征：
【技术特征摘要】
1.煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法，其特征在于，包括线性流分析和椭圆流分析；其中线性流分析包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的煤层气压裂直井单相水生产数据线性流-椭圆流分析方法，其特征在于，步骤s2中，线性流流型下流体主要沿着垂直于人造裂缝方向流入井筒形成产量，单相水线性流下的流动速度则表...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙政，糜利栋，黄炳香，赵诚铭，陈大勇，石军太，吴克柳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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