CN110413951B - 一种煤层气井排采速度的确定方法 - Google Patents

一种煤层气井排采速度的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤层气井排采速度的确定方法，属于煤层气勘探开发技术领域。所述煤层气井排采速度的确定方法通过将已开采的煤层气井以不同的日产气量划分为三个等级，分别对每个等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、单位压降产水量做散点拟合，得到每个等级单位压降产气量变化幅度开始增大的点所对应的第一压降速度和单位压降产水量变化幅度开始增大的点所对应的第二压降速度，确定每个等级最合理的排采速度，当确定待开采煤层气井的最合理的排采速度时，将待开采的煤层气井的数据代入到含气量、埋深和煤体结构的三角坐标统计图中，确定待开采的煤层气井的等级及最合理的排采速度，可以确定对任一辖区内待开采煤层气井最合理排采速度。

Description

一种煤层气井排采速度的确定方法
技术领域
本发明涉及煤层气勘探开发技术领域，特别涉及一种煤层气井排采速度的确定方法。
背景技术
在煤层气排采过程中，排采速度的选择对煤层气井产量具有十分重要的影响。如果排采速度制定的不适当，不仅会造成煤储层的伤害，而且会抑制煤层气井产能的释放；如果排采速度制定的适当，则会有利于煤层气的开采。
现有技术公开了一种基于压力传播的煤层气开发初期排采速度确定方法(中国专利公开号为：CN104863547)，根据压力传播距离与时间的关系，确定给定井网井距条件下井间压力发生干扰所需要的时间，再按照均衡降压的理念，确定降压速率，实现煤层气开发初期排采速度的定量确定。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
现有技术的一种基于压力传播的煤层气开发初期排采速度确定方法在实际运用过程中，部分参数难以精确获取，实际应用不广泛。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种基于数据处理的煤层气井排采速度的确定方法，实现对选定辖区内待开采煤层气井最合理排采速度的确定。
具体而言，包括以下的技术方案：
一种煤层气井排采速度的确定方法，所述方法包括：
获取选定辖区内已开采的煤层气井的含气量、埋深、煤体结构、日产气量、压降速度、单位压降产气量和单位压降产水量以及待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构；
对所述已开采的煤层气井的日产气量以第一产气量和第二产气量为临界值，划分为三个等级；
对每个等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、压降速度与单位压降产水量分别做散点拟合，得到每个等级单位压降产气量变化幅度开始增大的点所对应的第一压降速度和单位压降产水量变化幅度开始增大的点所对应的第二压降速度；
对比每个等级的所述第一压降速度和所述第二压降速度，确定每个等级最合理的排采速度；
绘制以含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在所述三角坐标统计图中；
将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，确定所述待开采的煤层气井所在的等级和其对应的最合理的排采速度。
可选择地，所述对比每个等级的所述第一压降速度和所述第二压降速度，确定每个等级最合理的排采速度包括：若所述第一压降速度等于所述第二压降速度，则所述第一压降速度为该等级最合理的排采速度；若所述第一压降速度大于所述第二压降速度，则所述第二压降速度为该等级最合理的排采速度；若所述第一压降速度小于所述第二压降速度，则所述第一压降速度为该等级最合理的排采速度。
可选择地，所述将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，确定所述待开采的煤层气井所在的等级和其对应的最合理的排采速度包括：将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，若所述待开采的煤层气井的坐标点落入到同一个符号标记的区域内，该符号标记所指代的等级为所述待开采的煤层气井所在的等级，且该等级所对应的最合理的排采速度为所述待开采的煤层气井最合理的排采速度；若所述待开采的煤层气井的坐标点落入到两个不同符号标记的交界区域上，所述待开采的煤层气井的等级为所述两个符号标记中日产气量少的符号标记所对应的等级，且该等级所对应的最合理的排采速度为所述待开采的煤层气井最合理的排采速度。
可选择地，所述绘制以含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在所述三角坐标统计图中之前，所述方法还包括：对所述已开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构分别进行归一化处理。
可选择地，所述将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，确定所述待开采的煤层气井所在的等级和最合理的排采速度之前，所述方法还包括：对所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构分别进行所述归一化处理。
可选择地，所述含气量的归一化处理根据以下公式进行获取：
Vg＝(V-Vmin)/(Vmax-Vmin)*100；
式中：Vg为归一化含气量；V为所述已开采的煤层气井的含气量，单位为m3；Vmin为所述已开采的煤层气井中含气量的最小值，单位为m3；Vmax为所述已开采的煤层气井中含气量的最大值，单位为m3。
可选择地，所述埋深的归一化处理根据以下公式进行获取：
Hg＝(H-Hmin)/(Hmax-Hmin)*100；
式中：Hg为归一化埋深；H为所述已开采的煤层气井的埋深，单位为m；Hmin为所述已开采的煤层气井中埋深的最小值，单位为m；Hmax为所述已开采的煤层气井中埋深的最大值，单位为m。
可选择地，所述煤体结构的归一化处理根据以下公式进行获取：
Cg＝(C-Cmin)/(Cmax-Cmin)*100；
式中：Cg为归一化煤体结构；C为所述已开采的煤层气井的煤体结构；Cmin为所述已开采的煤层气井的煤体结构的最小值；Cmax为所述已开采的煤层气井的含气，煤体结构的最大值。
可选择地，所述第一产气量的取值范围为1500～2000，所述第二产气量的取值范围为500～800。
可选择地，所述选定辖区内已开采的煤层气井的井数大于等于100。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明实施例的煤层气井排采速度的确定方法基于选定辖区内已开采的煤层气井的生产数据和待开采的煤层气井的测试数据，通过将已开采的煤层气井以不同的日产气量划分为三个等级，对每个等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、压降速度与单位压降产水量做散点拟合，得到每个等级单位压降产气量变化幅度开始增大的点所对应的第一压降速度和单位压降产水量变化幅度开始增大的点所对应的第二压降速度，进而确定每个等级最合理的排采速度，当需要确定选定辖区内待开采煤层气井的最合理的排采速度时，通过绘制含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在三角坐标统计图中，再代入待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构数据进入到三角坐标统计图中，确定待开采的煤层气井所在的等级及其对应的最合理的排采速度，不仅确定方法简单，而且可以实现对任一选定辖区内待开采煤层气井最合理排采速度的确定，提高待开采煤层气井的产气量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种煤层气井排采速度的确定方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的第一等级煤层气井的压降速度与单位压降产气量的散点拟合图；
图3为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的第一等级煤层气井的压降速度与单位压降产水量的散点拟合图；
图4为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的第二等级煤层气井的压降速度与单位压降产气量的散点拟合图；
图5为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的第二等级煤层气井的压降速度与单位压降产水量的散点拟合图；
图6为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的第三等级煤层气井的压降速度与单位压降产气量的散点拟合图；
图7为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的第三等级煤层气井的压降速度与单位压降产水量的散点拟合图；
图8为本发明实施例提供的利用一种煤层气井排采速度的确定方法得到的三角坐标统计图。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本发明实施例一些术语给出定义。
煤体结构的含义是原生结构煤的厚度占煤层厚度的百分比。
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种煤层气井排采速度的确定方法，以沁水盆地南部樊庄区块为例，其方法流程图如图1所示，该方法包括：
步骤101：获取选定辖区内已开采的煤层气井的含气量、埋深、煤体结构、日产气量、压降速度、单位压降产气量和单位压降产水量以及待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构；
具体地，含气量可以通过含气量测试获取，也可以通过读取本井或邻井的解吸压力，利用兰氏方程计算得到含气量；埋深可以通过钻井数据获得；煤体结构可以通过测井数据获得；压降速度可以通过生产井安装的井底压力计测量的井底流压的日变化获取，也可以通过每天氮气测液面的方法获取；单位压降产气量可以通过生产井日产气量变化除以对应的井底流压变化获取；单位压降产水量可以通过生产井累产水量的变化除以对应的井底流压变化获取。
需要说明的是，选定辖区内已开采的煤层气井的井数大于等于100，以确保选定的井数足够多，数据量足够大，最后得到的最合理的排采速度的取值足够精确。
步骤102：对已开采的煤层气井的日产气量以第一产气量和第二产气量为临界值，划分为三个等级；
通过对已开采的煤层气井的日产气量以第一产气量和第二产气量为临界值进行三个等级划分，可以更为精细、定量、准确的划分不同储层，使得待开采的煤层气井的排采速度的确定更为精确。
其中，第一产气量的取值范围可以为1500～2000，第二产气量的取值范围可以为500～800。
在本发明实施例中，第一产气量的取值可以为2000，第二产气量的取值可以为800，也就是说，第一等级为日产气量大于2000方的煤层气井；第二等级为日产气量大于等于800方，小于等于2000方的煤层气井；第三等级为日产气量小于800方的煤层气井。
步骤103：对每个等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、压降速度与单位压降产水量分别做散点拟合，得到每个等级单位压降产气量变化幅度开始增大的点所对应的第一压降速度和单位压降产水量变化幅度开始增大的点所对应的第二压降速度；
具体地，分别对第一等级、第二等级和第三等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、压降速度与单位压降产水量分别做散点拟合。
以第一等级为例，如图2所示，为第一等级煤层气井的压降速度与单位压降产气量的散点拟合图，由图可知，当压降速度为0.058MPa/d时，单位压降产气量变化幅度开始增大，当压降速度<0.058MPa时，单位压降产气量主要为大于1000方区域，当压降速度>0.058MPa/d时，单位压降产气量呈快速下降的趋势，因此，第一等级的第一压降速度为0.058MPa/d；
如图3所示，为第一等级煤层气井的压降速度与单位压降产水量的散点拟合图，如图可知，当压降速度为0.06MPa/d时，单位压降产水量变化幅度开始增大，当压降速度<0.06MPa/d时，单位压降产水量保持在300-500方区域，当压降速度>0.06MPa/d时，单位压降产水量呈下降趋势，因此，第一等级的第二压降速度为0.06MPa/d。
以此类推，可以根据图4，确定第二等级的第一压降速度为0.036MPa/d；可以根据图5，确定第二等级的第二压降速度为0.035MPa/d；根据图6和图7，无法拟合得到第三等级的第一压降速度和第二压降速度，分析原因是由于第三等级煤层气井所处的储层因地质条件差，产量低，与排采速度拟合关系不强，即使通过控制排采速度亦无法获得高产，因此，第三等级不存在最合理的排采速度。
步骤104：对比每个等级的第一压降速度和第二压降速度，确定每个等级最合理的排采速度；
具体地，若第一压降速度等于第二压降速度，则第一压降速度为该等级最合理的排采速度；若第一压降速度大于第二压降速度，则第二压降速度为该等级最合理的排采速度；若第一压降速度小于第二压降速度，则第一压降速度为该等级最合理的排采速度。
在本发明实施例中，第一等级最合理的排采速度为0.058MPa/d；第二等级最合理的排采速度为0.035MPa/d。
步骤105：绘制以含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在三角坐标统计图中；
需要说明的是，在本步骤之前，为了便于绘制三角坐标统计图，需要先对已开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构分别进行归一化处理。
其中，含气量的归一化处理根据以下公式进行获取：
Vg＝(V-Vmin)/(Vmax-Vmin)*100；
式中：Vg为归一化含气量；V为已开采的煤层气井的含气量，单位为m3；Vmin为已开采的煤层气井中含气量的最小值，单位为m3；Vmax为已开采的煤层气井中含气量的最大值，单位为m3；
埋深的归一化处理根据以下公式进行获取：
Hg＝(H-Hmin)/(Hmax-Hmin)*100；
式中：Hg为归一化埋深；H为已开采的煤层气井的埋深，单位为m；Hmin为已开采的煤层气井中埋深的最小值，单位为m；Hmax为已开采的煤层气井中埋深的最大值，单位为m。
煤体结构的归一化处理根据以下公式进行获取：
Cg＝(C-Cmin)/(Cmax-Cmin)*100；
式中：Cg为归一化煤体结构；C为已开采的煤层气井的煤体结构；Cmin为已开采的煤层气井的煤体结构的最小值；Cmax为已开采的煤层气井的煤体结构的最大值。
具体地，通过绘制以含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，利用含气量、埋深和煤体结构这三个参数为基础参考值，可以精确确定待开采的煤层气井的等级。
在本发明实施例中，以已开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图如图8所示，如图所示，图中分别用不同的符号标记表示了三个不同等级的煤层气井。
步骤106：将待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到三角坐标统计图中，确定待开采的煤层气井所在的等级和其对应的最合理的排采速度。
在本步骤之前，相对应地，对待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构分别进行所述归一化处理。
具体地，将待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到三角坐标统计图中，若待开采的煤层气井的坐标点落入到同一个符号标记的区域内，该符号标记所指代的等级为待开采的煤层气井所在的等级，且该等级所对应的最合理的排采速度为待开采的煤层气井最合理的排采速度；若待开采的煤层气井的坐标点落入到两个不同符号标记的交界区域上，待开采的煤层气井的等级为两个符号标记中日产气量少的符号标记所对应的等级，且该等级所对应的最合理的排采速度为待开采的煤层气井最合理的排采速度。
本发明实施例的煤层气井排采速度的确定方法基于选定辖区内已开采的煤层气井的生产数据和待开采的煤层气井的测试数据，通过将已开采的煤层气井以不同的日产气量划分为三个等级，对每个等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、压降速度与单位压降产水量做散点拟合，得到每个等级单位压降产气量变化幅度开始增大的点所对应的第一压降速度和单位压降产水量变化幅度开始增大的点所对应的第二压降速度，进而确定每个等级最合理的排采速度，当需要确定选定辖区内待开采煤层气井的最合理的排采速度时，通过绘制含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在三角坐标统计图中，再代入待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构数据进入到三角坐标统计图中，确定待开采的煤层气井所在的等级及其对应的最合理的排采速度，不仅确定方法简单，而且可以实现对任一选定辖区内待开采煤层气井最合理排采速度的确定，提高待开采煤层气井的产气量。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取选定辖区内已开采的煤层气井的含气量、埋深、煤体结构、日产气量、压降速度、单位压降产气量和单位压降产水量以及待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构；
对所述已开采的煤层气井的日产气量以第一产气量和第二产气量为临界值，划分为三个等级；
对每个等级中煤层气井的压降速度与单位压降产气量、压降速度与单位压降产水量分别做散点拟合，得到每个等级单位压降产气量变化幅度开始增大的点所对应的第一压降速度和单位压降产水量变化幅度开始增大的点所对应的第二压降速度；
对比每个等级的所述第一压降速度和所述第二压降速度，确定每个等级最合理的排采速度；
绘制以含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在所述三角坐标统计图中；
将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，确定所述待开采的煤层气井所在的等级和其对应的最合理的排采速度。
2.根据权利要求1所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述对比每个等级的所述第一压降速度和所述第二压降速度，确定每个等级最合理的排采速度包括：若所述第一压降速度等于所述第二压降速度，则所述第一压降速度为该等级最合理的排采速度；若所述第一压降速度大于所述第二压降速度，则所述第二压降速度为该等级最合理的排采速度；若所述第一压降速度小于所述第二压降速度，则所述第一压降速度为该等级最合理的排采速度。
3.根据权利要求1所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，确定所述待开采的煤层气井所在的等级和其对应的最合理的排采速度包括：将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，若所述待开采的煤层气井的坐标点落入到同一个符号标记的区域内，该符号标记所指代的等级为所述待开采的煤层气井所在的等级，且该等级所对应的最合理的排采速度为所述待开采的煤层气井最合理的排采速度；若所述待开采的煤层气井的坐标点落入到两个不同符号标记的交界区域上，所述待开采的煤层气井的等级为所述两个符号标记中日产气量少的符号标记所对应的等级，且该等级所对应的最合理的排采速度为所述待开采的煤层气井最合理的排采速度。
4.根据权利要求1所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述绘制以含气量、埋深和煤体结构为坐标的三角坐标统计图，将每个等级的煤层气井以不同符号标记在所述三角坐标统计图中之前，所述方法还包括：对所述已开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构分别进行归一化处理。
5.根据权利要求4所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述将所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构代入到所述三角坐标统计图中，确定所述待开采的煤层气井所在的等级和最合理的排采速度之前，所述方法还包括：对所述待开采的煤层气井的含气量、埋深和煤体结构分别进行所述归一化处理。
6.根据权利要求5所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述含气量的归一化处理根据以下公式进行获取：
Vg＝(V-Vmin)/(Vmax-Vmin)*100；
式中：Vg为归一化含气量；V为所述已开采的煤层气井的含气量，单位为m3；Vmin为所述已开采的煤层气井中含气量的最小值，单位为m3；Vmax为所述已开采的煤层气井中含气量的最大值，单位为m3。
7.根据权利要求5所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述埋深的归一化处理根据以下公式进行获取：
Hg＝(H-Hmin)/(Hmax-Hmin)*100；
式中：Hg为归一化埋深；H为所述已开采的煤层气井的埋深，单位为m；Hmin为所述已开采的煤层气井中埋深的最小值，单位为m；Hmax为所述已开采的煤层气井中埋深的最大值，单位为m。
8.根据权利要求5所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述煤体结构的归一化处理根据以下公式进行获取：
Cg＝(C-Cmin)/(Cmax-Cmin)*100；
式中：Cg为归一化煤体结构；C为所述已开采的煤层气井的煤体结构；Cmin为所述已开采的煤层气井的煤体结构的最小值；Cmax为所述已开采的煤层气井的煤体结构的最大值。
9.根据权利要求1所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述第一产气量的取值范围为1500～2000，所述第二产气量的取值范围为500～800。
10.根据权利要求1所述的煤层气井排采速度的确定方法，其特征在于，所述选定辖区内已开采的煤层气井的井数大于等于100。
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