BE1026492B1 - METHOD OF EVALUATING THE FRACTURABILITY OF A COAL TANK - Google Patents
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Abstract
La présente invention présente une méthode d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon, comprenant les étapes suivantes : Etape 1 : calcul de l'indice de fragilité BI d'un réservoir de charbon à évaluer ; Etape 2: calcul de la ténacité à la rupture Kc du réservoir de charbon sous pression de confinement ; Etape 3 : calcul de lépaisseur Eh du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 4 : calcul de la différence de module élastique Ek entre le réservoir de charbon et la roche environnante ; Etape 5: calcul du coefficient de pression nette σn du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 6: calcul du degré dhumidité Mad du charbon rocheux : Etape 7: calcul du Frac du réservoir de charbon pour l'estimation de la fracturabilité du charbon ; Etape 8: évaluation du caractère fracturable du réservoir de charbon. Les principaux avantages de la présente invention sont les suivants : les paramètres adoptés sont faciles à obtenir, la difficulté de mettre en œuvre l'évaluation de la fracturation d'un réservoir de charbon est faible, les divers facteurs qui influencent la fracturation d'un réservoir de charbon sont considérés de manière exhaustive et la fracturation peut être évaluée avec précision. Il fournit des instructions importantes pour la mise en valeur ultérieure du méthane de houille, évite efficacement la construction d'un puits non valide et permet d'économiser les coûts de mise en valeur du méthane de houille.The present invention presents a method for evaluating the fracturability of a coal reservoir, comprising the following steps: Step 1: calculation of the fragility index BI of a coal reservoir to be evaluated; Step 2: calculation of the fracture toughness Kc of the coal reservoir under confinement pressure; Step 3: calculation of the thickness Eh of the coal tank to be evaluated; Step 4: calculation of the difference in elastic modulus Ek between the coal reservoir and the surrounding rock; Step 5: calculation of the net pressure coefficient σn of the coal tank to be evaluated; Step 6: Calculation of the degree of humidity Mad of the rocky coal: Step 7: Calculation of the Frac of the coal reservoir for the estimation of the fracturability of the coal; Step 8: evaluation of the fracturability of the coal reservoir. The main advantages of the present invention are as follows: the adopted parameters are easy to obtain, the difficulty in carrying out the evaluation of the fracturing of a coal reservoir is low, the various factors which influence the fracturing of a coal reservoir. coal reservoir are comprehensively considered and fracking can be accurately assessed. It provides important instructions for the further development of coal bed methane, effectively avoids the construction of an invalid well and saves the costs of coal bed methane development.
Description
MÉTHODE D'ÉVALUATION DE LA FRACTURABILITE BE2019/5809 D'UN RESERVOIR DE CHARBONMETHOD OF EVALUATING THE BE2019 / 5809 FRACTURABILITY OF A COAL TANK
DOMAINE DE LINVENTION La présente invention porte sur le domaine technique du développement du méthane de houille et, en particulier, sur une méthode d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the technical field of the development of coalbed methane and, in particular, to a method for evaluating the fracturability of a coal reservoir.
ART ANTERIEUR La fracturation hydraulique dun réservoir de charbon est importante pour lexploitation du méthane de houille, Par conséquent, la fracturabilité dun réservoir de charbon est un paramètre dévaluation majeur dans le choix optimal dune zone favorable et dun point datiraction dans le développement du métha ne de houille. Toutefois, dans le processus actuel de sélection et devaluation de la zone afin de déterminer lemplacement dun puits pour le méthane de houille, lévaluation se concentre principalement sur la sélection optimale des facteurs de ressources du méthane de houille et des paramètres des propriétés physiques, tels que la perméabilité dun réservoir de charbon, et aucune méthode ou technique nest applicable pour évaluer la fracturabilité dun réservoir de charbon. Par conséquent, il y a des lacunes dans le choix de la zone et le placement des puits pour le méthane de houille, et les résultats de lévaluation sont moins fiables. Pendant les travaux de génie civil, les propriétés physiques particulières dun réservoir de charbon imposent également des exigences strictes à la technique de fracturation.PRIOR ART Hydraulic fracturing of a coal reservoir is important for the exploitation of coal bed methane. Consequently, the fracturability of a coal reservoir is a major evaluation parameter in the optimal choice of a favorable zone and of a point of action in the development of coal bed methane. coal. However, in the current process of selecting and evaluating the area to determine the location of a well for coal bed methane, the assessment primarily focuses on the optimal selection of coal bed methane resource factors and physical property parameters, such as the permeability of a coal tank, and no method or technique is applicable to assess the fracturability of a coal tank. Therefore, there are gaps in the choice of area and placement of wells for coal bed methane, and the assessment results are less reliable. During civil engineering works, the special physical properties of a coal tank also place strict demands on the fracturing technique.
RÉSUMÉ DE LINVENTION Pour éliminer les défauts de l'état de la technique, la présente invention fournit une méthode d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon. La présente invention adopte la solution technique suivante : Méthode d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon, comprenant les étapes suivantes : Etape ! : calcul de l'indice de fragilité BI d'un réservoir de charbon à évaluer ;SUMMARY OF THE INVENTION To eliminate the shortcomings of the prior art, the present invention provides a method of evaluating the fracturability of a coal reservoir. The present invention adopts the following technical solution: Method for evaluating the fracturability of a coal tank, comprising the following steps: Step! : calculation of the BI fragility index of a coal tank to be evaluated;
Etape 2 : calcul de la ténacité à la rupture Æ, du réservoir de charbon sous pression BE2019/5808 de confinement ; Etape 3 : calcul de l'épaisseur Æ, du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 4 : calcul de la différence de module élastique Ex entre le réservoir de charbon et la roche environnante ; Etape 5 : calcul du coefficient de pression nette 9, du réservoir de charbon à évaluer : Etape 6 : calcul du taux d'humidité Afaa de la roche houillère ; Etape 7 : calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Frac du réservoir de 19 charbon ; Étape & : évaluation de la fracturabilité du réservoir de charbon. De plus, l'étape 1 comprend : l'obtention des modules élastiques et des rapports de Poisson du réservoir de charbon, le traitement de normalisation sur les modules élastiques et les rapports de Poisson, et le calcul de l'indice de fragilité 57 du réservoir de charbon à évaluer : ; Egi-Egrmin + Ep = en Fe CD EnImax ” EBIminStep 2: calculation of the fracture toughness Æ, of the confinement pressure coal tank BE2019 / 5808; Step 3: calculation of the thickness Æ, of the carbon tank to be evaluated; Step 4: calculation of the difference in elastic modulus Ex between the coal reservoir and the surrounding rock; Step 5: calculation of the net pressure coefficient 9, of the coal reservoir to be evaluated: Step 6: calculation of the humidity rate Afaa of the coal rock; Step 7: Calculation of the Frac fracturability rating of the 19 coal reservoir; Step &: evaluation of the fracturability of the coal reservoir. In addition, step 1 includes: obtaining the elastic moduli and Poisson ratios of the coal tank, the normalization processing on the elastic moduli and Poisson ratios, and the calculation of the brittleness index 57 of the carbon tank. coal tank to be evaluated:; Egi-Egrmin + Ep = in Fe CD EnImax ”EBImin
BBI BI gp (2) Bsrmax "ÉBImin. Ep:+Hs . BI = ELLE 100% (3) où dans la formule (1), Ep; est un module élastique normalisé du réservoir de charbon à évaluer, Esmas et Erimn sont respectivement un module élastique maximal et un module élastique minimal du réservoir de charbon, et le module élastique est exprimé en (GPa ; en formule (2), #p;' est un rapport de Poisson normalisé du réservoir de charbon, Hina © HRImin sont respectivement un rapport de Poisson maximal et minimal du réservoir de charbon, et le rapport de Poisson est sans dimension,BBI BI gp (2) Bsrmax "EBImin. Ep: + Hs. BI = ELLE 100% (3) where in formula (1), Ep; is a normalized elastic modulus of the coal reservoir to be evaluated, Esmas and Erimn are respectively a maximum elastic modulus and a minimum elastic modulus of the coal tank, and the elastic modulus is expressed in (GPa; in formula (2), #p; 'is a normalized Poisson ratio of the coal tank, Hina © HRImin are respectively a maximum and minimum Poisson ratio of the coal tank, and the Poisson ratio is dimensionless,
L'étape 2 comprend : Etape 2.1 : calcul de la résistance à la compression o, du BE2019/5808 réservoir de charbon, 5, = (0.0045 + 0.003542) Exec (4) là où Va est la teneur en schiste du réservoir de charbon, Van = (GR — GR) (GR max — GR) ©) Ex, est un module élastique dynamique du réservoir de charbon, Exec = pri Gog — AUS) {vg — vi) (6) Etape 2.2 : calcul de la résistance à la traction uniaxiale 5; du réservoir de charbon, Se = o,./A (M 18 où dans la formule (4), / est la teneur en schiste argileux du réservoir de charbon à évaluer ; dans la formule (5), GR dans APT est une valeur mesurée par enregistrement gamma du réservoir de charbon à évaluer, GRmn dans API est une valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de grès dans l'intervalle de puits, et GR max dans APT est une valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de mudstone dans l'intervalle de puits ; en formule (6), Exec dans GPa est un module élastique dynamique du réservoir de charbon à évaluer, 5, en km/s est la vitesse de l'onde longitudinale du réservoir de charbon à évaluer, v, en km/s est une vitesse de vague transversale du réservoir de charbon à évaluer, et p en g/enr° est la densité de la roche ; dans la formule (7), À est une constante ; Etape 2.3 : calcul de la ténacité à la rupture Kr de roche sous pression, Ke = 9,0956p, + 0.138358, — 0.0820 (8) pour simplifier le calcul, la pression de confinement p, par une contrainte principale horizontale minimale dans la formule (83 : Etape 2.4 : effectuer le traitement en aval et le traitement de normalisation sur la ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer,Step 2 includes: Step 2.1: Calculation of the compressive strength o, of BE2019 / 5808 coal tank, 5, = (0.0045 + 0.003542) Exec (4) where Va is the shale content of the coal tank , Van = (GR - GR) (GR max - GR) ©) Ex, is a dynamic elastic modulus of the coal tank, Exec = pri Gog - AUS) {vg - vi) (6) Step 2.2: calculation of the resistance uniaxial traction 5; of the coal reservoir, Se = o,. / A (M 18 where in formula (4), / is the shale content of the coal reservoir to be evaluated; in formula (5), GR in APT is a value measured by gamma recording of the coal reservoir to be evaluated, GRmn in API is a natural gamma value measured on a sandstone bed in the well interval, and GR max in APT is a natural gamma value measured on a mudstone bed in the 'well interval; in formula (6), Exec in GPa is a dynamic elastic modulus of the coal tank to be evaluated, 5, in km / s is the longitudinal wave speed of the coal tank to be evaluated, v, in km / s is a transverse wave speed of the coal tank to be evaluated, and p in g / enr ° is the density of the rock; in formula (7), À is a constant; Step 2.3: calculation of the toughness at the fracture Kr of rock under pressure, Ke = 9,0956p, + 0.138358, - 0.0820 (8) to simplify the calculation, the confining pressure p, by a con minimum horizontal main drag in the formula (83: Step 2.4: perform the downstream treatment and the normalization treatment on the fracture toughness of the coal tank to be evaluated,
c'est-à-dire le traitement en aval et la normalisation. Kc: BE2019/5809 Ke =(Koy-Ecmn} (Kgmor-Ecmin} (8} où dans la formule (9), X.’ est la ténacité à la rupture traitée vers l'avant, Kg est la ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, Æcjmi est la ténacité à la rupture minimale du réservoir de charbon à évaluer et Kom est la ténacité à la rupture maximale du réservoir de charbon à évaluer ; Kai KL (19) SKe où dans la formule (10), X." est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement ot normalisée, Kc’ est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement, ux. est une valeur 16 moyenne de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du réservoir de charbon à évaluer et ox, est un écart type de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du réservoir de charbon à évaluer. De plus, l'étape 3 comprend : Etape 3.1 : à partir des données relatives aux forages existants et aux forages paramétriques de méthane de houille, calcul de l'épaisseur du réservoir houiller d'une zone d'étude par la contrainte d'ajustement d'interpolation linéaire, l'épaisseur du réservoir houiller étant indiquée par EZ, en m ; Etape 3.2 : normalisation de l'épaisseur du réservoir de charbon : Eng EER Ei (11)that is, downstream processing and standardization. Kc: BE2019 / 5809 Ke = (Koy-Ecmn} (Kgmor-Ecmin} (8} where in formula (9), X. 'is the fracture toughness processed forward, Kg is the fracture toughness of the coal tank to be evaluated, Æcjmi is the minimum fracture toughness of the coal tank to be evaluated and Kom is the maximum fracture toughness of the coal tank to be evaluated; Kai KL (19) SKe where in formula (10) , X. "is the fracture toughness treated in progress ot normalized, Kc 'is the fracture toughness treated in progress, ux. Is an average value of the fracture toughness treated in progress of the coal tank to be evaluated and ox, is a standard deviation of the fracture toughness treated at the advancement of the coal tank to be evaluated. In addition, step 3 includes: Step 3.1: from data relating to the drilling existing and parametric coalbed methane drilling, calculation of the thickness of the coalbed reservoir of a study area using the interpol adjustment constraint linear ation, the thickness of the coal tank being indicated by EZ, in m; Step 3.2: normalization of the thickness of the coal tank: Eng EER Ei (11)
GEN où dans la formule (11), Æ;' est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, usa est une valeur moyenne de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer et ce; est un écart type de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer. De plus, l'étape 4 comprend : Etape 4.1 : utiliser un rapport de module élastique Ex entre la roche environnante et le réservoir de charbon pour représenter la différence de module élastique entre le réservoir de charbon et la roche environnante : _ ErtEn Ey = Ee (12)GEN where in the formula (11), Æ; ' is the normalized thickness of the coal tank, usa is an average value of the thickness of the coal tank to be evaluated and this; is a standard deviation of the thickness of the coal tank to be evaluated. In addition, step 4 includes: Step 4.1: use an elastic modulus ratio Ex between the surrounding rock and the coal tank to represent the difference in elastic modulus between the coal tank and the surrounding rock: _ ErtEn Ey = Ee (12)
où dans la formule (12), Æ dans GPa est le module élastique du réservoir de BE2019/5809 charbon, Æ; dans GPa est le module élastique du toit, et Z dans GPa est le module élastique du plancher ; Etape 4.2 : normalisation de la différence de module élastique : Ep HER | 5 Be 13)where in formula (12), Æ in GPa is the elastic modulus of the BE2019 / 5809 coal reservoir, Æ; in GPa is the elastic modulus of the roof, and Z in GPa is the elastic modulus of the floor; Step 4.2: normalization of the difference in elastic modulus: Ep HER | 5 Be 13)
VEK où dans la formule (13), Ex est la différence de module élastique normalisée, tzt est une valeur moyenne de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer, et ox: est un écart type de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer. De plus, l'étape S comprend : Etape 5.1 : obtention d'une contrainte principale horizontale minimale Pe, en MPa, du réservoir de charbon par fracturation hydraulique. Une contrainte principale horizontale maximale &y du réservoir de charbon : oy=3P AP AP +} (14) où dans la formule (14), Pr en MPa est la pression de rupture du réservoir de charbon, P, en MPa est la pression du réservoir de charbon et 7'en MPa est la résistance à la traction du réservoir de charbon, le coefficient de pression nette &, du réservoir de charbon est donc : Pere (15 On pans (15) Etape 5.2 : normalisation du coefficient de pression nette : Fnyy7# . On L ij FOR (16) Son où dans la formule (16), c'est la différence de module élastique normalisée, Yon est une valeur moyemme du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à évaluer et om est un écart type du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à évaluer.VEK where in formula (13), Ex is the normalized elastic modulus difference, tzt is an average value of the elastic modulus difference of the carbon tank to be evaluated, and ox: is a standard deviation of the elastic modulus difference of the coal tank to be evaluated. In addition, step S comprises: Step 5.1: obtaining a minimum horizontal principal stress Pe, in MPa, of the coal reservoir by hydraulic fracturing. A maximum horizontal principal stress & y of the coal tank: oy = 3P AP AP +} (14) where in formula (14), Pr in MPa is the rupture pressure of the coal tank, P, in MPa is the pressure of the carbon tank and 7 'in MPa is the tensile strength of the carbon tank, the net pressure coefficient &, of the carbon tank is therefore: Pere (15 On pans (15) Step 5.2: normalization of the net pressure coefficient : Fnyy7 #. On L ij FOR (16) Its where in formula (16), it is the normalized elastic modulus difference, Yon is an average value of the net pressure coefficient of the coal tank to be evaluated and om is a standard deviation of the net pressure coefficient of the coal tank to be evaluated.
De plus, l'étape 6 comprend : Étape 6.1 : lors de l'analyse des corrélations entre la BE2019/5809 teneur en humidité de la roche houillère et les paramètres de diagraphie, effectuer une analyse de régression multiple sur les trois paramèêtres qui sont les plus étroitement corrélés, et établir en conséquence une équation pour prévoir la teneur en humidité de la roche houillère : Mas=1 4655-0.5827xDEN-2.1115*xGR+0.2319x0, (17) où dans la formule (17), Mad en % est la teneur en humidité de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, DEN en g/cm? est la densité du réservoir de charbon à évaluer, GR en API est une valeur gamma naturelle du réservoir de charbon à évaluer et p, on £2-m est la résistivité apparente du réservoir de charbon à évaluer ; Étape 6.2 : traitement en amont et normalisation du taux d'humidité de la roche houillère : Mad ke Mady-Modimin} {M adimax- DM: adjmin} ( 1 8) où dans la formule (18), Mag’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance, Maa; est la teneur en humidité de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, Mazmin est la teneur en humidité minimale de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, et Magma est la teneur en humidité maximale de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, Maa Maa EE (19) Mad où dans la formule (19), Maa” est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance et normalisée, Mag’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance, gaa est une valeur moyenne de la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer, et omg est un écart standard de la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer.In addition, step 6 includes: Step 6.1: during the analysis of the correlations between the BE2019 / 5809 moisture content of the coal bed and the logging parameters, perform a multiple regression analysis on the three parameters which are the more closely correlated, and accordingly establish an equation to predict the moisture content of coal bedrock: Mas = 1 4655-0.5827xDEN-2.1115 * xGR + 0.2319x0, (17) where in formula (17), Mad in% is the moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated, DEN in g / cm? is the density of the coal tank to be evaluated, GR in API is a natural gamma value of the coal tank to be evaluated and p, on £ 2-m is the apparent resistivity of the coal tank to be evaluated; Step 6.2: upstream treatment and normalization of the moisture content of the coal rock: Mad ke Mady-Modimin} {M adimax- DM: adjmin} (1 8) where in formula (18), Mag 'is the content of moisture from pre-treated coal rock, Maa; is the moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated, Mazmin is the minimum moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated, and Magma is the maximum moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated, Maa Maa EE (19) Mad where in formula (19), Maa ”is the moisture content of the pre-treated and standardized coal rock, Mag 'is the moisture content of the rock pre-treated coal, gaa is an average value of the moisture content of the pre-processed coal rock in the reservoir to be evaluated, and omg is a standard deviation of the moisture content of the pre-processed coal rock. advance in the tank to be evaluated.
De plus, l'étape 6 comprend : le calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Frac du réservoir de charbon : Frac=0.3BH0.25K.+0.05E,+0.15E;+0.26,+0.05Mad" (20)In addition, step 6 includes: calculating the Frac fracturability rating of the coal reservoir: Frac = 0.3BH0.25K. + 0.05E, + 0.15E; + 0.26, + 0.05Mad "(20 )
où dans la formule (20), 57 est l'indice de fragilité normalisé, Ae” est la ténacité à BE2019/5808 la rupture traitée vers l'avant et normalisée, Ex’ est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, Ex est le rapport du module élastique normalisé entre la roche environnante et le réservoir de charbon, d'est le coefficient de pression nette normalisé du réservoir de charbon et Mg” est le contenu en humidité normalisé et traité vers l'avant ; et évaluer la fracturabilité du réservoir de charbon selon la note Fm à son évaluation de fracturabilité.where in formula (20), 57 is the normalized brittleness index, Ae ”is the toughness at BE2019 / 5808 the breakage processed forward and normalized, Ex 'is the normalized thickness of the coal tank, Ex is the ratio of the normalized elastic modulus between the surrounding rock and the coal tank, is the normalized net pressure coefficient of the coal tank and Mg ”is the normalized and forward processed moisture content; and evaluate the fracturability of the coal reservoir according to the score Fm to its fracturability evaluation.
De plus, l'étape 8 comprend : l'évaluation basée sur le score d'évaluation de fracturabilité Frac LU) Fracturabilité Fame Excellent (en excellent état, apte à la Fac >1 fracturation) Très bon es ve por Se apte à la {> Four 20.5 Bon (en bon état, acceptable pour la 0,5> Frac 20,25 fracture} Passable (effet de fracture modeste, non 0,25> Fac 20 recommandé pour la fracture) Faible (mauvais effet de fracturation, non Frac <0 recommandé pour la fracturation)In addition, step 8 includes: assessment based on Frac LU Fracturability Assessment Score) Fracturability Fame Excellent (in excellent condition, suitable for Fac> 1 fracturing) Very good es ve por Se suitable for { > Furnace 20.5 Good (in good condition, acceptable for 0.5> Frac 20.25 fracture} Fair (modest fracture effect, not 0.25> Fac 20 recommended for fracture) Poor (poor fracturing effect, not Frac <0 recommended for fracturing)
Par rapport à l’état de la technique, la présente invention a les effets bénéfiques suivants.Compared with the state of the art, the present invention has the following beneficial effects.
La méthode utilise des données de laboratoire sur les résultats d'essais de puits, l'enregistrement des paramètres expérimentaux et les échantillons de charbon dans une zone d'étude ; intègre ces données expérimentales et sélectionne six paramèêtres ayant un impact significatif sur la fracturabilité du réservoir de charbon, à savoir l'indice de fragilité, la résistance à la fracture et l'épaisseur du réservoir, le module élastique entre le réservoir de charbon et la roche environnante, le coefficient de pression nette et le contenu en eau ; effectue une évaluation du poids sur ces paramètres et enfin, effectue l'évaluation du caractère fracturable du réservoir et la sélection optimale du charbon dans la zone d'étude.The method uses laboratory data on well test results, recording of experimental parameters and coal samples in a study area; integrates these experimental data and selects six parameters having a significant impact on the fracturability of the coal reservoir, namely the brittleness index, the fracture resistance and the thickness of the reservoir, the elastic modulus between the coal reservoir and the surrounding rock, net pressure coefficient and water content; carries out an evaluation of the weight on these parameters and finally, carries out the evaluation of the fracturability of the reservoir and the optimal selection of coal in the study area.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Pour mieux comprendre la présente invention, la présente invention est décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux représentations et aux dessins qui l'accompagnent.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION To better understand the present invention, the present invention is described in more detail below with reference to the illustrations and accompanying drawings.
Les représentations ne sont utilisées qu'à titre d'illustration, au lieu de BE2019/5809 limiter l'étendue de la protection de la présente invention.The representations are used for illustration only, instead of BE2019 / 5809 to limit the scope of protection of the present invention.
Comme le montre la figure 1, la présente invention adopte la solution technique suivante : Méthode d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon, comprenant les étapes suivantes : Etape 1 : calcul de l'indice de fragilité BI d'un réservoir de charbon à évaluer ; Etape 2 : calcul de la ténacité à la rupture Æ, du réservoir de charbon sous pression de confinement ; Etape 3 : calcul de l'épaisseur Es du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 4 : calcul de la différence de module élastique Æ entre le réservoir de charbon et la roche environnante ; Etape 5 : calcul du coefficient de pression nette o, du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 6 : calcul du taux d'humidité Aa de la roche houillère ; Etape 7 : calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Fac du réservoir de charbon ; Étape 8 : évaluation de la fracturabilité du réservoir de charbon.As shown in Figure 1, the present invention adopts the following technical solution: Method for evaluating the fracturability of a coal reservoir, comprising the following steps: Step 1: Calculation of the fragility index BI of a reservoir of coal to be evaluated; Step 2: calculation of the fracture toughness Æ, of the coal tank under confinement pressure; Step 3: calculation of the thickness Es of the coal tank to be evaluated; Step 4: calculation of the difference in elastic modulus Æ between the coal reservoir and the surrounding rock; Step 5: calculation of the net pressure coefficient o, of the coal tank to be evaluated; Step 6: calculation of the moisture content Aa of the coal rock; Step 7: calculation of the evaluation score of the fracturability Fac of the coal reservoir; Step 8: Assessment of the fracturability of the coal reservoir.
L'étape 1 comprend : l'obtention des modules élastiques et des rapports de Poisson du réservoir de charbon, le traitement de normalisation des modules élastiques et des rapports de Poisson et le calcul de l'indice de fragilité BI du réservoir de charbon à évaluer : Egr mn 7 — (3 BIimax Brmin Her’ = EEE (2 Bimax BImin _ Esy} Hay 5 BI = 2 2x100% {3}Step 1 includes: obtaining the elastic moduli and Poisson ratios of the coal tank, the normalization processing of the elastic moduli and Poisson ratios and the calculation of the brittleness index BI of the coal tank to be evaluated : Egr mn 7 - (3 BIimax Brmin Her '= EEE (2 Bimax BImin _ Esy} Hay 5 BI = 2 2x100% {3}
où dans la formule (1), Ep,’ est un module élastique normalisé du réservoir de BE2019/5808 charbon à évaluer, Erima et Kamin sont respectivement un module élastique maximal et un module élastique minimal du réservoir de charbon, et le module élastique est exprimé en GPa ; en formule (2), Ap; est un rapport de Poisson normalisé du réservoir de charbon, Uamax € BImin sont respectivement un rapport de Poisson maximal et minimal du réservoir de charbon, et le rapport de Poisson est sans dimension.where in formula (1), Ep, 'is a normalized elastic modulus of the BE2019 / 5808 coal tank to be evaluated, Erima and Kamin are respectively a maximum elastic modulus and a minimum elastic modulus of the coal tank, and the elastic modulus is expressed in GPa; in formula (2), Ap; is a normalized Poisson ratio of the coal tank, Uamax € BImin are respectively a maximum and minimum Poisson ratio of the coal tank, and the Poisson ratio is dimensionless.
De plus, l'étape 2 comprend : Etape 2.1 : calcul de la résistance à la compression 0, du réservoir de charbon, a, = (0.0045 + 0.003542) Exec (4) là où Van est la teneur en schiste du réservoir de charbon, Van = (GR — GRyin)/(ERymax — GRmin) © Exec est un module élastique dynamique du réservoir de charbon, Exec = pv; (34, — vg) (vg — 15) ©) Etape 2.2 : calcul de la résistance à la traction uniaxiale 5, du réservoir de charbon, Sp = a.In addition, step 2 includes: Step 2.1: Calculation of compressive strength 0, of the coal tank, a, = (0.0045 + 0.003542) Exec (4) where Van is the shale content of the coal tank , Van = (GR - GRyin) / (ERymax - GRmin) © Exec is a dynamic elastic modulus of the coal tank, Exec = pv; (34, - vg) (vg - 15) ©) Step 2.2: calculation of the uniaxial tensile strength 5, of the coal tank, Sp = a.
JAN où dans la formule {4}, Vs, est la teneur en schiste argileux du réservoir de charbon à évaluer ; dans la formule (5), GR dans API est une valeur mesurée par enregistrement gamma du réservoir de charbon à évaluer, GR dans API est une valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de grès dans l'intervalle de puits, et GÆnax dans API est une valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de mudstone dans l'intervalle de puits ; en formule (6), Ze. dans GPa est un module élastique dynamique du réservoir de charbon à évaluer, 7, en km/s est la vitesse de l'onde longitudinale du réservoir de charbon à évaluer, 7, en km/s est une vitesse de vague transversale du réservoir de charbon à évaluer, et p on g/cm? est la densité de la roche ; dans la formule (7), A est une constante 36; Etape 2.3 : calcul de la ténacité à la rupture Æ, de roche sous pression,JAN where in the formula {4}, Vs, is the shale content of the coal reservoir to be evaluated; in formula (5), GR in API is a value measured by gamma recording of the coal reservoir to be evaluated, GR in API is a natural gamma value measured on a sandstone bed in the well interval, and GÆnax in API is a natural gamma value measured on a bed of mudstone in the well interval; in formula (6), Ze. in GPa is a dynamic elastic modulus of the coal tank to be evaluated, 7, in km / s is the longitudinal wave speed of the coal tank to be evaluated, 7, in km / s is a transverse wave speed of the tank of charcoal to be evaluated, and p on g / cm? is the density of the rock; in formula (7), A is a constant 36; Step 2.3: calculation of the fracture toughness Æ, of rock under pressure,
Kr = 0.0956p, + 0.13835, — 0.0820 (8) BE2019/5809 pour simplifier le calcul, la pression de confinement p, par une contrainte principale horizontale minimale dans la formule (83 ; Etape 2.4 : effectuer le traitement en aval et le traitement de normalisation sur la ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, c'est-à-dire le traitement en aval et la normalisation Æ,: Ke {Kog Kgmin} (Keimax- Kejmin) (9) où dans la formule (9), X.’ est la ténacité à la rupture traitée vers l'avant, Æoy est la ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, Komi est la ténacité à la rupture 160 minimale du réservoir de charbon à évaluer et max est la ténacité à la rupture maximale du réservoir de charbon à évaluer ; K € Keij TÜRE (10) Re ; où dans la formule (10), A.” est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement et normalisée, Kc’ est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement, (x. ost une valeur moyenne de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du réservoir de charbon à évaluer et ax. est un écart type de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du réservoir de charbon à évaluer.Kr = 0.0956p, + 0.13835, - 0.0820 (8) BE2019 / 5809 to simplify the calculation, the confining pressure p, by a minimum horizontal principal stress in the formula (83; Step 2.4: carry out the downstream processing and the processing standardization on the fracture toughness of the coal tank to be evaluated, that is to say the downstream processing and standardization Æ ,: Ke {Kog Kgmin} (Keimax-Kejmin) (9) where in the formula ( 9), X. 'is the fracture toughness processed forward, Æoy is the fracture toughness of the coal tank to be evaluated, Komi is the minimum fracture toughness 160 of the coal tank to be evaluated and max is the maximum fracture toughness of the charcoal reservoir to be evaluated; K € Keij TÜRE (10) Re; where in formula (10), A. ”is the normalized, processed fracture toughness, Kc 'is the fracture toughness treated during advancement, (x. is an average value of the fracture toughness treated during advancement of the tank of cha rbon to evaluate and ax. is a standard deviation of the fracture toughness treated at the advancement of the coal tank to be evaluated.
L'étape 3 comprend : Etape 3.1 : à partir des données relatives aux forages existants et aux forages paramétriques de méthane de houille, calcul de l'épaisseur du réservoir houiller d'une zone d'étude par la contrainte d'ajustement d'interpolation Iinéaire, l'épaisseur du réservoir houiller étant indiquée par Æz en m ; Etape 3.2 : normalisation de l'épaisseur du réservoir de charbon : En; HER E, ALL TEh où dans la formule (11), Ex est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, (zh BE2019/5808 est une valeur moyenne de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer et dan est un écart type de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer. L'étape 4 comprend : Etape 4.1 : utiliser un rapport de module élastique Æ; entre la roche environnante et le réservoir de charbon pour représenter la différence de module élastique entre le réservoir de charbon et la roche environnante : _ ErtEn > Ez = FE (12) où dans la formule (12), Æ dans GPa est le module élastique du réservoir de charban, Æ; dans GPa est le module élastique du toit, et Æ dans GPa est le module 16 élastique du plancher ; Etape 4.2 : normalisation de la différence de module élastique : En HER E= 03)Step 3 includes: Step 3.1: from data relating to existing boreholes and parametric coalbed methane boreholes, calculation of the thickness of the coalbed reservoir of a study area by the interpolation adjustment constraint Linear, the thickness of the coal tank being indicated by Æz in m; Step 3.2: normalization of the thickness of the coal tank: En; HER E, ALL TEh where in formula (11), Ex is the normalized thickness of the coal tank, (zh BE2019 / 5808 is an average value of the thickness of the coal tank to be evaluated and dan is a standard deviation of the thickness of the coal tank to be evaluated Step 4 includes: Step 4.1: use an elastic modulus ratio Æ; between the surrounding rock and the coal tank to represent the difference in elastic modulus between the coal tank and the surrounding rock: _ ErtEn> Ez = FE (12) where in formula (12), Æ in GPa is the elastic modulus of the charban reservoir, Æ; in GPa is the elastic modulus of the roof, and Æ in GPa is the modulus 16 elastic of the floor; Step 4.2: normalization of the difference in elastic modulus: In HER E = 03)
TER où dans la formule (13), Et est la différence de module élastique normalisée, zt est une valeur moyenne de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer, et oet ost un écart type de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer. L'étape 5 comprend : Etape 5.1 : obtention d'une contrainte principale horizontale minimale P., en MPa, du réservoir de charbon par fracturation hydraulique. Une contrainte principale horizontale maximale o; du réservoir de charbon : dp=3P-P#P,T (14) où dans la formule (14), Pr en MPa est la pression de rupture du réservoir de charbon, P, en MPa est la pression du réservoir de charbon et J'en MPa est la résistance à la traction du réservoir de charbon, le coefficient de pression nette o, du réservoir de charbon est donc :TER where in formula (13), Et is the normalized elastic modulus difference, zt is an average value of the elastic modulus difference of the carbon tank to be evaluated, and oet ost is a standard deviation of the elastic modulus difference of the tank of coal to be evaluated. Step 5 comprises: Step 5.1: obtaining a minimum horizontal principal stress P., in MPa, of the coal reservoir by hydraulic fracturing. A maximum horizontal principal stress o; of the coal tank: dp = 3P-P # P, T (14) where in formula (14), Pr in MPa is the rupture pressure of the coal tank, P, in MPa is the pressure of the coal tank and J'in MPa is the tensile strength of the coal tank, the net pressure coefficient o, of the coal tank is therefore:
pp BE2019/5809 2E (15) TH Pr Etape 5.2 : normalisation du coefficient de pression nette : On Ban 4 - 6; Ln (16) Son où dans la formule (16), &' est la différence de module élastique normalisée, Zen est une valeur moyenne du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à évaluer et om est un écart type du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à évaluer.pp BE2019 / 5809 2E (15) TH Pr Step 5.2: normalization of the net pressure coefficient: On Ban 4 - 6; Ln (16) Its where in formula (16), & 'is the normalized elastic modulus difference, Zen is an average value of the net pressure coefficient of the coal tank to be evaluated and om is a standard deviation of the net pressure coefficient of the coal tank to be evaluated.
L'étape 6 comprend : Étape 6.1 : lors de l'analyse des corrélations entre la teneur en humidité de la roche houilière ct les paramètres de diagraphie, effectuer une analyse de régression multiple sur les trois paramètres qui sont les plus étroitement corrélés, et établir en conséquence une équation pour prévoir la teneur en humidité de la roche houillère : Mad=1 4655-0.5827< DEN-2.1115*GR+0.2319xp, (17) où dans la formule (17), Mag en % est la teneur en humidité de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, DEN en g/en est la densité du réservoir de charbon à évaluer, GR en API est une valeur gamma naturelle du réservoir de charbon à évaluer et js en £2-m est la résistivité apparente du réservoir de charbon à évaluer ; Étape 6.2 : traitement en amont et normalisation du taux d'humidité de la roche houillère : Mad ={Maay-M. adjmin}/ (M adimas- DM, admin} { 1 &) où dans la formule (18), Maa’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance, Maag est la teneur en humidité de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, Madymi est la teneur en humidité minimale de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, et Madimax est la teneur en humidité maximale de la — roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer,Step 6 includes: Step 6.1: When analyzing the correlations between the moisture content of the coal bedrock and the logging parameters, perform multiple regression analysis on the three parameters that are most closely correlated, and establish consequently an equation to predict the moisture content of coal rock: Mad = 1 4655-0.5827 <DEN-2.1115 * GR + 0.2319xp, (17) where in formula (17), Mag in% is the moisture content of coal in the coal tank to be evaluated, DEN in g / en is the density of the coal tank to be evaluated, GR in API is a natural gamma value of the coal tank to be evaluated and js in £ 2-m is the apparent resistivity of the coal tank to be evaluated; Step 6.2: upstream treatment and normalization of the moisture content of the coal rock: Mad = {Maay-M. adjmin} / (M adimas- DM, admin} {1 &) where in formula (18), Maa 'is the moisture content of the pre-treated coal rock, Maag is the moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated, Madymi is the minimum moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated, and Madimax is the maximum moisture content of the coal rock in the coal tank to be evaluated,
van Hear has 19) BE2019/5809 Mad où dans la formule (19), Mad” est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance et normalisée, Mag’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance, Haa est une valeur moyenne de la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer, et mag est un écart standard de la teneur en humidité de la roche houillère traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer. L'étape 7 comprend : le calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Fu du réservoir de charbon : Fra 3BH025K."O,05E;#G.15E £+0 Zon +0.05Mad" (20) où dans la formule (20), B7 est l'indice de fragilité normalisé, Ae” est la ténacité à la rupture traitée vers l'avant et normalisée, Ex’ est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, Ex est le rapport du module élastique normalisé entre la roche environnante et le réservoir de charbon, c'est le coefficient de pression nette normalisé du réservoir de charbon et Mad" est le contenu en humidité normalisé et traité vers l'avant ; et évaluer la fracturabilité du réservoir de charbon selon la note Frac à son évaluation de fracturabilité.van Hear has 19) BE2019 / 5809 Mad where in formula (19), Mad ”is the moisture content of the pre-treated and normalized coal rock, Mag 'is the moisture content of the pre-treated and normalized coal rock. 'advance, Haa is an average value of the moisture content of the pre-treated coal rock in the reservoir to be evaluated, and mag is a standard deviation of the moisture content of the pre-processed coal rock in the tank to be evaluated. Step 7 includes: the calculation of the evaluation score of the fracturability Fu of the coal reservoir: Fra 3BH025K. "O, 05E; # G.15E £ + 0 Zon + 0.05Mad" (20) where in the formula (20), B7 is the normalized brittleness index, Ae ”is the tensile strength at break forward treated and normalized, Ex 'is the normalized thickness of the carbon tank, Ex is the ratio of the normalized elastic modulus between surrounding rock and coal tank, this is the normalized net pressure coefficient of the coal tank and Mad "is the normalized and forward treated moisture content; and evaluate the fracturability of the coal tank according to the Frac note to its fracturability assessment.
L'étape 8 comprend : l'évaluation basée sur le score d'évaluation de la fracturabilité Frac: LU Fracturabilité I Pre Excellent (en excellent état, apte à la fracturation) Frae > 1 Très bon (en très bon état, apte à la fracturation) 1> Frac 20.5 Bon (en bon état, acceptable pour la fracture) 0,5> Frac 20,25 Passable (effet de Fracture modeste, non recommandé pour la 0,25> Frac 20 fracture) Faible (mauvais effet de fracturation, non recommandé pour la Frac <0 fracturation) Les descriptions ci-dessus ne sont que des incarnations exemplaires de la présente invention, et la présente invention ne s'y limite pas. En se basant sur los incarnations ci- dessus, les personnes dhabileté ordinaire dans lart peuvent facilement comprendre lesprit de la présente invention, et faire des modifications et des changements sans sécarter de lesprit de la présente invention.Step 8 includes: assessment based on the Frac Fracturability Assessment Score: LU Fracturability I Pre Excellent (in excellent condition, suitable for fracturing) Frae> 1 Very good (in very good condition, suitable for fracturing) 1> Frac 20.5 Good (in good condition, acceptable for fracture) 0.5> Frac 20.25 Fair (modest Fracture effect, not recommended for 0.25> Frac 20 fracture) Poor (poor fracturing effect , not recommended for Frac <0 fracturing) The above descriptions are only exemplary embodiments of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Based on the above embodiments, those of ordinary skill in the art can easily understand the spirit of the present invention, and make modifications and changes without departing from the spirit of the present invention.
Toutes ces modifications et changements BE2019/5809 entrent dans le champ dapplication de la protection de la présente invention.All these modifications and changes BE2019 / 5809 fall within the scope of the protection of the present invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20201208 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20211130 |