CN104535472B - 一种煤岩动态渗透率检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种煤岩动态渗透率检测方法及装置,该方法包括:获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数;根据煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型;根据煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数;根据煤岩动态渗透率参数、煤储层原始渗透率模型及煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型;将不同应力状态下、不同煤储层的煤岩动态渗透率参数输入煤岩动态渗透率预测模型,生成煤岩动态渗透率。通过本发明,为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数,从而可提高检测煤岩动态渗透率的准确性。
Description
技术领域
本发明是关于煤层气勘探开发技术,具体地,是关于一种煤岩动态渗透率检测方法及装置。
背景技术
煤层气作为一种常规油气资源的接替能源,已经成为世界能源结构中的重要组成部分。渗透率作为衡量多孔介质允许流体通过能力的一项指标,是影响煤层气井产量高低、确定煤层气藏可采性的关键衡量指标之一。一方面,在预测煤层气井产量时,需要确定和预测煤层气的运移速度,而流体的流速在很大程度上取决于储层渗透率的大小;另一方面,渗透率是确定煤层气藏开采经济价值高低最常用到的参数。但是因为煤岩质地易碎,气体吸附、解吸对储层渗透率的影响较大,煤储层渗透率又是最难测定的一项参数。
目前已有渗透率预测方法并不完善,存在较多不足之处,例如,现有的基于弹性力学建立的渗透率模型为简化计算过程,将裂隙体积压缩系数为定值,影响了渗透率预测的准确性;基于实验建立的渗透率模型多是简单的数据回归,所得预测公式两侧单位不同、量纲不同,因此这种渗透率模型仅仅是数值上的相等,物理意义不明确。因此有必要针对现有煤岩渗透率预测方法中的不足之处,考虑不同埋深煤储层应力、温度状态,给出系统、完整的煤岩动态渗透率检测方法,可以为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数,推动我国煤层气资源的有效开发。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种煤岩动态渗透率检测方法及装置,为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数。
为了实现上述目的,本发明实施例提供一种煤岩动态渗透率检测方法,所述的煤岩动态渗透率检测方法包括:获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数;根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型;根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数;根据所述的煤岩动态渗透率参数、所述煤储层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型;将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透率参数输入所述的煤岩动态渗透率预测模型,生成煤岩动态渗透率。
在一实施例中,上述的煤储层原始渗透率参数包括:煤储层原始渗透率、煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度。
在一实施例中,上述的煤储层原始渗透率模型为:
K0=6.1445×104(ρσε)-0.8543(TDα)-0.2914μ1.7086,
其中,K0为所述的煤储层原始渗透率,单位为md;ρ为所述的煤岩密度,单位为kg/m3;σε为所述的水平有效应力,单位为MPa;TD为所述的温度梯度,单位为℃/m;α为所述的热膨胀系数,单位为℃-1;μ为所述的甲烷粘度,单位为mPa·s。
在一实施例中,根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数,包括:将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型代入以下公式计算所述的煤岩裂隙体积压缩系数Cf:
K1=K0exp(-3Cf·Δσ),
其中,K1为渗透率测量数据,单位为md;Δσ为应力差值,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa;所述的煤岩渗透率测定参数包括:所述的渗透率测量数据及应力差值。
在一实施例中,上述的动态渗透率参数包括:有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
在一实施例中,上述的煤岩动态渗透率预测模型为:
其中,σ为所述的有效应力,单位为MPa;ν为所述的煤岩泊松比;p为所述的压力,单位为MPa;E为所述的杨氏模量,单位为MPa;cm为所述的基质膨胀系数,单位为10-5m3/m3;VL为所述的朗氏体积,单位为m3/t;b为所述的朗氏系数,单位为MPa-1。
本发明实施例还提供一种煤岩动态渗透率检测装置,其特征在于,所述的煤岩动态渗透率检测装置包括:参数获取单元,用于获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数;煤储层原始渗透率模型建立单元,用于根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型;煤岩裂隙体积压缩系数计算单元,用于根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数;煤岩动态渗透率预测模型建立单元,用于根据所述的煤岩动态渗透率参数、所述煤储层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型;煤岩动态渗透率检测单元,用于将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透率参数输入所述的煤岩动态渗透率预测模型,生成煤岩动态渗透率。
在一实施例中,上述的煤储层原始渗透率参数包括:煤储层原始渗透率、煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度。
在一实施例中,上述的煤储层原始渗透率模型为:
K0=6.1445×104(ρσε)-0.8543(TDα)-0.2914μ1.7086,
其中,K0为所述的煤储层原始渗透率,单位为md;ρ为所述的煤岩密度,单位为kg/m3;σε为所述的水平有效应力,单位为MPa;TD为所述的温度梯度,单位为℃/m;α为所述的热膨胀系数,单位为℃-1;μ为所述的甲烷粘度,单位为mPa·s。
在一实施例中,上述的煤岩裂隙体积压缩系数计算单元具体用于:将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型代入以下公式计算所述的煤岩裂隙体积压缩系数Cf:
K1=K0exp(-3Cf·Δσ),
其中,K1为渗透率测量数据,单位为md;Δσ为应力差值,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa;所述的煤岩渗透率测定参数包括:所述的渗透率测量数据及应力差值。
在一实施例中,上述的动态渗透率参数包括:有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
在一实施例中,上述的煤岩动态渗透率预测模型为:
其中,σ为所述的有效应力,单位为MPa;ν为所述的煤岩泊松比;p为所述的压力,单位为MPa;E为所述的杨氏模量,单位为MPa;cm为所述的基质膨胀系数,单位为10-5m3/m3;VL为所述的朗氏体积,单位为m3/t;b为所述的朗氏系数,单位为MPa-1。
本发明实施例的有益效果在于,通过本发明,为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数,从而可提高检测煤岩动态渗透率的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的煤岩动态渗透率检测方法的流程图;
图2为根据本发明实施例的煤岩渗透率测定评价实验装置100的结构示意图;
图3为根据本发明实施例的煤岩动态渗透率检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种煤岩动态渗透率检测方法及装置。以下结合附图对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供一种煤岩动态渗透率检测方法,如图1所示,该煤岩动态渗透率检测方法包括:
步骤101:获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数;
步骤102:根据煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型;
步骤103:根据煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数;
步骤104:根据煤岩动态渗透率参数、煤储层原始渗透率模型及煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型;
步骤105:将不同应力状态下、不同煤储层的煤岩动态渗透率参数输入煤岩动态渗透率预测模型,生成煤岩动态渗透率。
本发明实施例的煤岩动态渗透率检测方法,是通过实验获取煤储层原始渗透率参数并建立煤储层原始渗透率模型,从而获取煤储层原始渗透率;通过动态检测煤岩渗透率测定参数,并结合上述煤储层原始渗透率模型计算煤岩裂隙体积压缩系数,并进一步建立煤岩动态渗透率预测模型。通过将在不同应力状态下、不同的煤岩动态渗透率参数输入该煤岩动态渗透率预测模型,即可生成煤岩动态渗透率。可见,通过本发明,为煤层气井生产动态检测和复杂结构井目标井段参数优化提供可靠的储层物性参数,从而可提高检测煤岩动态渗透率的准确性。
具体地,上述的步骤102中所建立的煤储层原始渗透率模型为:
K0=6.1445×104(ρσε)-0.8543(TDα)-0.2914μ1.7086,
其中,K0为煤储层原始渗透率,单位为md;ρ为煤岩密度,单位为kg/m3;σε为水平有效应力,单位为MPa;TD为温度梯度,单位为℃/m;α为热膨胀系数,单位为℃-1;μ为甲烷粘度,单位为mPa·s。其中,上述的煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度即为煤储层原始渗透率参数。在具体实施时,可利用量纲分析进行实验,分析水平有效应力、温度梯度、煤岩热膨胀系数、煤岩密度和甲烷粘度等对煤岩渗透率的影响,并利用回归分析方法建立煤层原始渗透率模型,以获得煤储层原始渗透率K0。
上述步骤103中,根据煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数。首先需获取煤岩的煤岩渗透率测定参数,该煤岩渗透率测定参数包括:渗透率测量数据及应力差值。实际应用中,可通过如图2所示的煤岩渗透率测定评价实验装置对煤岩的渗透率、围压及孔隙压力进行测量,具体地,该煤岩渗透率测定评价实验装置100包括:高压气瓶101、伺服控制系统102、岩心夹持器103、电磁加热套104、流量计105、控制系统106、入口气体压力表107及出口气体压力表108。
其中,高压气瓶101与岩心夹持器103连接,岩心夹持器103与流量计105、伺服控制系统102分别连接,流量计105与控制系统106连接;入口气体压力表107连接于高压气瓶101及岩心夹持器103之间,并与控制系统106连接;出口气体压力表108连接于岩心夹持器103及流量计105之间,并与控制系统106连接。
高压气瓶101为整个煤岩渗透率测定评价实验装置100提供稳定压力的气体;伺服控制系统102能够稳定、持续、可控地对岩心增加轴压和围压;岩心夹持器103用以固定煤岩岩心;电磁加热套104套设于岩心夹持器103的外部,用以给岩心夹持器103和岩心夹持器103内部固定的煤岩岩心进行加热;入口气体压力表107用于检测进入岩心夹持器103的入口压力值,并将该入口压力值传输至控制系统106;出口气体压力表108用于检测岩心夹持器103的出口压力值,并将该出口压力值传输至控制系统106;流量计105用于对岩心夹持器103输出的气体流量进行检测,气体流量可用于对该煤岩岩心的流通性进行检测;控制系统106用于获取上述的气体流量、轴压、围压、出口压力值及入口压力值,可根据上述的出口压力值及入口压力值计算煤岩岩心的孔隙压力值,并可根据气体流量判断该煤岩岩心的流通性。
该煤岩渗透率测定评价实验装置100的测量结果可如下表一所示:
表一
由表一可知,通过煤岩渗透率测定评价实验装置可获取煤岩的渗透率、围压及孔隙压力的测量数据,进一步地,通过计算围压及孔隙压力的差值即可获取煤岩的应力差值Δσ,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa。
在获取了煤岩的煤岩渗透率测定参数后,即可将该煤岩渗透率测定参数及通过煤储层原始渗透率模型获取的煤储层原始渗透率代入以下公式(1)计算煤岩裂隙体积压缩系数Cf:
K1=K0exp(-3Cf·Δσ) (1),
其中,K1为渗透率测量数据,单位为md;Δσ为应力差值,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa。可见,将渗透率测量数据K1、应力差值Δσ及煤储层原始渗透率K0代入公式(1)即可反算出煤岩裂隙体积压缩系数Cf。
上述步骤102中建立的煤储层原始渗透率模型,以及步骤103中计算生成的煤岩裂隙体积压缩系数,是用以建立煤岩动态渗透率预测模型的重要条件,同时,仍需获取一些基本的参数,在本发明实施例中,称这些基本的参数为煤岩动态渗透率参数,具体地,该煤岩动态渗透率参数包括:有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数等,这些参数为岩石力学及朗格缪尔吸附理论中可以获取的参数。
执行上述步骤104,根据上述的煤储层原始渗透率模型、煤岩裂隙体积压缩系数及煤岩动态渗透率参数建立煤岩动态渗透率预测模型,该煤岩动态渗透率预测模型可用以下公式(2)表示:
其中,σ为有效应力,单位为MPa;ν为煤岩泊松比;p为压力,单位为MPa;E为杨氏模量,单位为MPa;cm为基质膨胀系数,单位为10-5m3/m3;VL为朗氏体积,单位为m3/t;b为朗氏系数,单位为MPa-1。
由此便建立了针对煤岩的煤岩动态渗透率预测模型,基于该煤岩动态渗透率预测模型,即可执行上述的步骤105,将不同应力状态下、不同煤储层的煤岩动态渗透率参数输入该煤岩动态渗透率预测模型中,即可生成相应条件下不同煤储层的煤岩动态渗透率。
通过本发明实施例的煤岩动态渗透率检测方法,基于量纲分析法建立煤储层原始渗透率模型,模型两侧参数的单位相同,物理意义明确,并通过煤岩渗透率应力敏感性实验,利用反算法确定了不同煤岩应力状态下的裂隙体积压缩系数。并进一步建立了煤岩动态渗透率预测模型,基于该煤岩动态渗透率预测模型生成的煤岩动态渗透率,提高了煤岩动态渗透率预测的准确性,为煤层气井生产动态预测提供可靠的煤储层物性参数。
本发明实施例还提供一种煤岩动态渗透率检测装置,如图3所示,该煤岩动态渗透率检测装置包括:参数获取单元1、煤储层原始渗透率模型建立单元2、煤岩裂隙体积压缩系数计算单元3、煤岩动态渗透率预测模型建立单元4及煤岩动态渗透率检测单元5。
参数获取单元1用于获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数,其中,煤储层原始渗透率参数用于建立煤储层原始渗透率模型;煤岩渗透率测定参数用于计算煤岩裂隙体积压缩系数;动态渗透率参数用于建立煤岩动态渗透率预测模型,以下将结合具体实施例进行详细说明。
上述的煤储层原始渗透率模型建立单元2用于根据煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型。具体地,煤储层原始渗透率模型建立单元2所建立的煤储层原始渗透率模型为:
K0=6.1445×104(ρσε)-0.8543(TDα)-0.2914μ1.7086,
其中,K0为煤储层原始渗透率,单位为md;ρ为煤岩密度,单位为kg/m3;σε为水平有效应力,单位为MPa;TD为温度梯度,单位为℃/m;α为热膨胀系数,单位为℃-1;μ为甲烷粘度,单位为mPa·s。其中,上述的煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度即为煤储层原始渗透率参数,可通过上述的参数获取单元1获取。在具体实施时,可利用量纲分析进行实验,分析水平有效应力、温度梯度、煤岩热膨胀系数、煤岩密度和甲烷粘度等对煤岩渗透率的影响,并利用回归分析方法建立煤层原始渗透率模型,以获得煤储层原始渗透率K0。
上述煤岩裂隙体积压缩系数计算单元3,用于根据煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数。首先需通过参数获取单元1获取煤岩的煤岩渗透率测定参数,该煤岩渗透率测定参数包括:渗透率测量数据及应力差值。实际应用中,可通过如图2所示的煤岩渗透率测定评价实验装置对煤岩的渗透率、围压及孔隙压力进行测量,具体地,该煤岩渗透率测定评价实验装置100包括:高压气瓶101、伺服控制系统102、岩心夹持器103、电磁加热套104、流量计105、控制系统106、入口气体压力表107及出口气体压力表108。
其中,高压气瓶101与岩心夹持器103连接,岩心夹持器103与流量计105、伺服控制系统102分别连接,流量计105与控制系统106连接;入口气体压力表107连接于高压气瓶101及岩心夹持器103之间,并与控制系统106连接;出口气体压力表108连接于岩心夹持器103及流量计105之间,并与控制系统106连接。
高压气瓶101为整个煤岩渗透率测定评价实验装置100提供稳定压力的气体;伺服控制系统102能够稳定、持续、可控地对岩心增加轴压和围压;岩心夹持器103用以固定煤岩岩心;电磁加热套104套设于岩心夹持器103的外部,用以给岩心夹持器103和岩心夹持器103内部固定的煤岩岩心进行加热;入口气体压力表107用于检测进入岩心夹持器103的入口压力值,并将该入口压力值传输至控制系统106;出口气体压力表108用于检测岩心夹持器103的出口压力值,并将该出口压力值传输至控制系统106;流量计105用于对岩心夹持器103输出的气体流量进行检测,气体流量可用于对该煤岩岩心的流通性进行检测;控制系统106用于获取上述的气体流量、轴压、围压、出口压力值及入口压力值,可根据上述的出口压力值及入口压力值计算煤岩岩心的孔隙压力值,并可根据气体流量判断该煤岩岩心的流通性。该煤岩渗透率测定评价实验装置100的测量结果可如上表一所示。
由表一可知,通过煤岩渗透率测定评价实验装置100可获取煤岩的渗透率、围压及孔隙压力的测量数据,进一步地,通过计算围压及孔隙压力的差值即可获取煤岩的应力差值Δσ,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa。
在获取了煤岩的煤岩渗透率测定参数后,即可通过煤岩裂隙体积压缩系数计算单元3将该煤岩渗透率测定参数及通过煤储层原始渗透率模型获取的煤储层原始渗透率代入以下公式(1)计算煤岩裂隙体积压缩系数Cf:
K1=K0exp(-3Cf·Δσ) (1),
其中,K1为渗透率测量数据,单位为md;Δσ为应力差值,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa。可见,将渗透率测量数据K1、应力差值Δσ及煤储层原始渗透率K0代入公式(1)即可反算出煤岩裂隙体积压缩系数Cf。
上述煤储层原始渗透率模型建立单元2建立的煤储层原始渗透率模型,以及煤岩裂隙体积压缩系数计算单元3计算生成的煤岩裂隙体积压缩系数,是用以建立煤岩动态渗透率预测模型的重要条件,同时,仍需获取一些基本的参数,在本发明实施例中,称这些基本的参数为煤岩动态渗透率参数,具体地,该煤岩动态渗透率参数包括:有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数等,具体地,是通过上述的参数获取单元1根据岩石力学及朗格缪尔吸附理论获取的参数。
上述的煤岩动态渗透率预测模型建立单元4用于根据上述的煤储层原始渗透率模型、煤岩裂隙体积压缩系数及煤岩动态渗透率参数建立煤岩动态渗透率预测模型,该煤岩动态渗透率预测模型可用以下公式(2)表示:
其中,σ为有效应力,单位为MPa;ν为煤岩泊松比;p为压力,单位为MPa;E为杨氏模量,单位为MPa;cm为基质膨胀系数,单位为10-5m3/m3;VL为朗氏体积,单位为m3/t;b为朗氏系数,单位为MPa-1。
由此便建立了针对煤岩的煤岩动态渗透率预测模型,基于该煤岩动态渗透率预测模型,即可通过上述的煤岩动态渗透率检测单元5,将不同应力状态下、不同煤储层的煤岩动态渗透率参数输入该煤岩动态渗透率预测模型中,即可生成相应条件下不同煤储层的煤岩动态渗透率。
通过本发明实施例的煤岩动态渗透率检测装置,基于量纲分析法建立煤储层原始渗透率模型,模型两侧参数的单位相同,物理意义明确,并通过煤岩渗透率应力敏感性实验,利用反算法确定了不同煤岩应力状态下的裂隙体积压缩系数。并进一步建立了煤岩动态渗透率预测模型,基于该煤岩动态渗透率预测模型生成的煤岩动态渗透率,提高了煤岩动态渗透率预测的准确性,为煤层气井生产动态预测提供可靠的煤储层物性参数。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种煤岩动态渗透率检测方法,其特征在于,所述的煤岩动态渗透率检测方法包括:
获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数;
根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型;
根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数;
根据所述的煤岩动态渗透率参数、所述煤储层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型;
将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透率参数输入所述的煤岩动态渗透率预测模型,生成煤岩动态渗透率;
其中,所述煤储层原始渗透率参数包括:煤储层原始渗透率、煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度;
所述的煤储层原始渗透率模型为:
K0=6.1445×104(ρσε)-0.8543(TDα)-0.2914μ1.7086,
其中,K0为所述的煤储层原始渗透率,单位为md;ρ为所述的煤岩密度,单位为kg/m3;σε为所述的水平有效应力,单位为MPa;TD为所述的温度梯度,单位为℃/m;α为所述的热膨胀系数,单位为℃-1;μ为所述的甲烷粘度,单位为mPa·s。
2.根据权利要求1所述的煤岩动态渗透率检测方法,其特征在于,根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数,包括:
将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型代入以下公式计算所述的煤岩裂隙体积压缩系数Cf:
K1=K0exp(-3Cf·Δσ),
其中,K1为渗透率测量数据,单位为md;Δσ为应力差值,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa;所述的煤岩渗透率测定参数包括:所述的渗透率测量数据及应力差值。
3.根据权利要求2所述的煤岩动态渗透率检测方法,其特征在于,所述的动态渗透率参数包括:有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
4.根据权利要求3所述的煤岩动态渗透率检测方法,其特征在于,所述的煤岩动态渗透率预测模型为:
其中,σ为所述的有效应力,单位为MPa;ν为所述的煤岩泊松比;p为所述的压力,单位为MPa;E为所述的杨氏模量,单位为MPa;cm为所述的基质膨胀系数,单位为10-5m3/m3;VL为所述的朗氏体积,单位为m3/t;b为所述的朗氏系数,单位为MPa-1。
5.一种煤岩动态渗透率检测装置,其特征在于,所述的煤岩动态渗透率检测装置包括:
参数获取单元,用于获取煤储层原始渗透率参数、煤岩渗透率测定参数及动态渗透率参数;
煤储层原始渗透率模型建立单元,用于根据所述煤储层原始渗透率参数建立煤储层原始渗透率模型;
煤岩裂隙体积压缩系数计算单元,用于根据所述煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型计算煤岩的煤岩裂隙体积压缩系数;
煤岩动态渗透率预测模型建立单元,用于根据所述的煤岩动态渗透率参数、所述煤储层原始渗透率模型及所述煤岩裂隙体积压缩系数建立煤岩动态渗透率预测模型;
煤岩动态渗透率检测单元,用于将不同应力状态下、不同煤储层的所述煤岩动态渗透率参数输入所述的煤岩动态渗透率预测模型,生成煤岩动态渗透率;
其中,所述的煤储层原始渗透率参数包括:煤储层原始渗透率、煤岩密度、水平有效应力、温度梯度、热膨胀系数及甲烷粘度;
所述的煤储层原始渗透率模型为:
K0=6.1445×104(ρσε)-0.8543(TDα)-0.2914μ1.7086,
其中,K0为所述的煤储层原始渗透率,单位为md;ρ为所述的煤岩密度,单位为kg/m3;σε为所述的水平有效应力,单位为MPa;TD为所述的温度梯度,单位为℃/m;α为所述的热膨胀系数,单位为℃-1;μ为所述的甲烷粘度,单位为mPa·s。
6.根据权利要求5所述的煤岩动态渗透率检测装置,其特征在于,所述的煤岩裂隙体积压缩系数计算单元具体用于:
将所述的煤岩渗透率测定参数及煤储层原始渗透率模型代入以下公式计算所述的煤岩裂隙体积压缩系数Cf:
K1=K0exp(-3Cf·Δσ),
其中,K1为渗透率测量数据,单位为md;Δσ为应力差值,Δσ=σ围-σ孔,σ围为围压,σ孔为孔隙压力,单位为MPa;所述的煤岩渗透率测定参数包括:所述的渗透率测量数据及应力差值。
7.根据权利要求6所述的煤岩动态渗透率检测装置,其特征在于,所述的动态渗透率参数包括:有效应力、煤岩泊松比、压力、杨氏模量、基质膨胀系数、朗氏体积及朗氏系数。
8.根据权利要求7所述的煤岩动态渗透率检测装置,其特征在于,所述的煤岩动态渗透率预测模型为:
其中,σ为所述的有效应力,单位为MPa;ν为所述的煤岩泊松比;p为所述的压力,单位为MPa;E为所述的杨氏模量,单位为MPa;cm为所述的基质膨胀系数,单位为10-5m3/m3;VL为所述的朗氏体积,单位为m3/t;b为所述的朗氏系数,单位为MPa-1。
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