LU101489B1 - Méthode d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon - 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 B1 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 l'épaisseur 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 an du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 6 : calcul du degré d'humidité 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 oeuvre 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.
Description
1 | MÉTHODE D'ÉVALUATION DE LA FRACTURABILITE LU101489 { D'UN RÉSERVOIR DE CHARBON / DOMAINE DE L'INVENTION | La présente invention porte sur le domaine technique du développement du / methane de houille et, en particulier, sur une méthode d'évaluation de la fracturabilité | d'un réservoir de charbon. / ART ANTERIEUR | La fracturation hydraulique d'un réservoir de charbon est importante pour : l'exploitation du méthane de houille. Par conséquent, la fracturabilité d'un réservoir de / charbon est un paramètre d'évaluation majeur dans le choix optimal d'une zone ; favorable et d'un point d'attraction dans le développement du méthane de houille. Toutefois, dans le processus actuel de sélection et d'évaluation de la zone afin de | déterminer l'emplacement d'un puits pour le méthane de houille, l'évaluation se | concentre principalement sur la selection optimale des facteurs de ressources du | méthane de houille et des paramètres des propriétés physiques, tels que la perméabilité | d'un réservoir de charbon, et aucune méthode ou technique n'est applicable pour évaluer | la fracturabilité d'un réservoir de charbon. Par conséquent, il y a des lacunes dans le j choix de la zone et le placement des puits pour le méthane de houille, et les résultats de l'évaluation sont moins fiables. Pendant les travaux de génie civil, les propriétés | physiques particulières d'un réservoir de charbon imposent également des exigences strictes à la technique de fracturation. RÉSUMÉ DE L'INVENTION 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 1 : calcul de l'indice de fragilité BZ d'un réservoir de charbon à évaluer ; |
| Etape 2 : calcul de la ténacité à la rupture K du réservoir de charbon sous pression LU101489 de confinement ; Etape 3 : calcul de l'épaisseur E du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 4 : calcul de la différence de module élastique Ei" entre le réservoir de charbon et la roche environnante ; Etape 5 : calcul du coefficient de pression nette 0, du réservoir de charbon à / évaluer ; Etape 6 : calcul du taux d'humidité Maa de la roche houillère ; À Etape 7 : calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Frac du réservoir de ; 10 charbon: | Étape 8 : 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 BI du réservoir | 15 de charbon à évaluer : Eg, = = Fu Has, (1) | BImax"BImin | r— Uprmax—HBI 2 ; Her p—— ) | BI = “EEE 100% (3) | où dans la formule (1), Eg,’ est un module élastique normalisé du réservoir de | 20 charbon à évaluer, Fammax et Epmin 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), up,’ est un rapport de Poisson normalisé du réservoir | de charbon, /Bimax et usm sont respectivement un rapport de Poisson maximal et minimal du réservoir de charbon, et le rapport de Poisson est sans dimension.
| 3
| L'étape 2 comprend : Etape 2.1 : calcul de la résistance à la compression 6, du LU101489 | réservoir de charbon,
| o, = (0.0045 + 0.0035V,) Ex. (4)
| là où Vg, est la teneur en schiste du réservoir de charbon,
Von = (GR — GRmin)/(GRmax — GRmin) (5)
| Ex. est un module élastique dynamique du réservoir de charbon,
; Exc = pv2(3v2 — 4v2)/(02 — v2) (6)
| Etape 2.2 : calcul de la résistance à la traction uniaxiale S, du réservoir de charbon, | Sy = 0c/A (M) | 10 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, GRmin dans API est une valeur gamma | naturelle mesurée sur un lit de grès dans l'intervalle de puits, et GRmax dans API est une , valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de mudstone dans l'intervalle de puits ; en | 15 formule (6), Ex. dans GPa est un module élastique dynamique du réservoir de charbon | à évaluer, v, 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/cm? est la densité de la roche ; dans la formule (7), À est une constante ; | Etape 2.3 : calcul de la ténacité à la rupture K de roche sous pression, Kç = 0.0956p, + 0.13835, — 0.0820 (8) | pour simplifier le calcul, la pression de confinement p,, par une contrainte | principale horizontale minimale dans la formule (8) ; 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,
| 4 c'est-à-dire le traitement en aval et la normalisation.
Ke: LU101489 | Ke =(Key-Kejmin)/(Kcimæ-Kemin) (9) | où dans la formule (9), Kc' est la ténacité à la rupture traitée vers l'avant, Key est la | ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, Kemi est la ténacité à la rupture : 5 minimale du réservoir de charbon à évaluer et Kojmax est la ténacité a la rupture maximale | du réservoir de charbon à évaluer ; : Khem | a. (10) | 9Ke ; où dans la formule (10), Kc” est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement et | normalisée, Kc' est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement, ux. est une valeur | 10 moyenne de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du réservoir de charbon à ! évaluer et oxe 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 ; 15 réservoir houiller d'une zone d'étude par la contrainte d'ajustement d'interpolation , linéaire, l'épaisseur du réservoir houiller étant indiquée par Æ; en m ; | Etape 3.2 : normalisation de l'épaisseur du réservoir de charbon : . OER ; où dans la formule (11), Fx" est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, jen . 20 est une valeur moyenne de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer et oz 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 : | _ Er+Ep | 25 Ep = “om, (12)
/ où dans la formule (12), Æ dans GPa est le module élastique du réservoir de LU101489 charbon, Æ; dans GPa est le module élastique du toit, et Ep dans GPa est le module | élastique du plancher ; | Etape 4.2 : normalisation de la différence de module élastique : | Er | 5 Eu Air FE (13) / JEk | où dans la formule (13), Fi’ est la différence de module élastique normalisée, pz est une valeur moyenne de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer, et oz est un écart type de la différence de module élastique du réservoir de | charbon à évaluer. . 10 De plus, 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 oy du réservoir de charbon : | Oy=3P-PfpPoAT (14) | où dans la formule (14), Pr en MPa est la pression de rupture du réservoir de | 15 — 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 a, du réservoir de charbon est donc : | _Po-Pe | (15) Etape 5.2 : normalisation du coefficient de pression nette : On::; 4 on = (16) Jon où dans la formule (16), 0," est la différence de module élastique normalisée, Jon est une valeur moyenne du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à évaluer et don est un écart type du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à évaluer.
De plus, l'étape 6 comprend : Étape 6.1 : lors de l'analyse des corrélations entre la LU101489teneur en humidité de la roche houillère et les paramètres de diagraphie, effectuer uneanalyse de régression multiple sur les trois paramètres qui sont les plus étroitementcorrélés, et établir en conséquence une équation pour prévoir la teneur en humidité de la roche houillère : | Mad=1.4655-0.5827x DEN-2.1115*GR+0.2319xp5 (17) où dans la formule (17), Maz en % est la teneur en humidité de la roche houillère j 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 ps en Q-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 "=(Madij-Madimin)/ (Madjmax-Madjmin) (18) où dans la formule (18), Mag’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée | 15 à l'avance, Maay est la teneur en humidité de la roche houillère dans le réservoir de | charbon à évaluer, Modmin est la teneur en humidité minimale de la roche houillère dans | le réservoir de charbon à évaluer, et Madjmax est la teneur en humidité maximale de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, Mm Mag'=—## EME (19) | TMad | 20 où dans la formule (19), Mag” est la teneur en humidité de la roche houillère traitée i à l'avance et normalisée, Mag’ est la teneur en humidité de la roche houillére traitée à l'avance, umad est une valeur moyenne de la teneur en humidité de la roche houillère | traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer, et Gad est UN écart standard de la teneur ] en humidité de la roche houillère traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer.
De plus, l'étape 6 comprend : le calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité | Frac du reservoir de charbon :
Frac=0.3B1+0.25Ke"+0.05Ep +0. 15Ex’+0.26n +0.05Maa” (20)
| où dans la formule (20), BI est l'indice de fragilité normalisé, Æc” est la ténacité 4 LU101489 | la rupture traitée vers l'avant et normalisée, Ep’ 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, 07° est le coefficient de pression nette normalisé du réservoir . 5 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 Fra à son évaluation de , fracturabilité.
| De plus, l'étape 8 comprend : l'évaluation basée sur le score d'évaluation de | fracturabilité Frac: | Fracturabilité Frac | Excellent (en excellent état, apte à la Fos ; fracturation) rae | Très bon (en très bon état, apte à la . . > > >0.
| fracturation) 17 Frac 20.3 | Bon (en bon état, acceptable pour la | > > ; fracture) 0,5> Frac >0,25 | Passable (effet de fracture modeste, non 0,25> Frac 20 . recommandé pour la fracture) © Faible (mauvais effet de fracturation, non Fa <0 | recommandé pour la fracturation) ree ; 10 | Par rapport à l'état de la technique, la présente invention a les effets bénéfiques ; suivants. 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 paramètres ayant | 15 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 A 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 | 20 dans la zone d'étude. | 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 |
| 8 ) l'accompagnent. Les représentations ne sont utilisées qu'à titre d'illustration, au lieude LU101489 / limiter l'étendue de la protection de la présente 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 K du réservoir de charbon sous pression | de confinement ; | Etape 3 : calcul de l'épaisseur Ej du réservoir de charbon à évaluer ; ; 10 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 on du réservoir de charbon à | évaluer ; ; Etape 6 : calcul du taux d'humidité Mag de la roche houillère ; | 15 Etape 7 : calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Frac du réservoir de | charbon ; | Étape 8 : évaluation de la fracturabilité du réservoir de charbon.
| 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 ; 20 rapports de Poisson et le calcul de l'indice de fragilité BI du réservoir de charbon à | évaluer : | Eg1-EBımin ; Ep) =——( , BI Enmmax-Enimin ( ) | r HBImax”HBI © = —PBImax FBI (9) | Her p—— ) | BI = "ECEEL] 00% (3)
| 9 | où dans la formule (1), Ep; est un module élastique normalisé du réservoir de LU101489 charbon à évaluer, Eammax et EBmin 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), ip y! est un rapport de Poisson normalisé du réservoir j 5 de charbon, /Bmax et iam SONt respectivement un rapport de Poisson maximal et | minimal du réservoir de charbon, et le rapport de Poisson est sans dimension.
| De plus, l'étape 2 comprend : Etape 2.1 : calcul de la résistance à la compression | 0, du réservoir de charbon, | 0, = (0.0045 + 0.0035V,)Exe (4) , 10 là où V,, est la teneur en schiste du réservoir de charbon, ; Vin = (GR — GRmin)/(GRmax — GRmin) (5) | Ey. est un module élastique dynamique du réservoir de charbon, | Exe = PvE (3v — 4v3)/ (vj — vi) (6) | Etape 2.2 : calcul de la résistance à la traction uniaxiale S; du réservoir de charbon, | 15 Se = 0,/A (7) | 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, GRmin dans API est une valeur gamma | naturelle mesurée sur un lit de grès dans l'intervalle de puits, et GRmax dans API est une | 20 valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de mudstone dans l'intervalle de puits ; en | formule (6), Ex. 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, vs en km/s est une vitesse de vague transversale du réservoir de charbon à | évaluer, et p en g/cm? est la densité de la roche ; dans la formule (7), 4 est une constante | 25 30; | Etape 2.3 : calcul de la ténacité à la rupture K de roche sous pression,
| 10 ; Kç = 0.0956p,, + 0.1383S, — 0.0820 (8) LU101489 | pour simplifier le calcul, la pression de confinement p,, par une contrainte | principale horizontale minimale dans la formule (8) ; | Etape 2.4 : effectuer le traitement en aval et le traitement de normalisation sur la ; 5 ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, | c'est-à-dire le traitement en aval et la normalisation Ke: | Ke "=(Keij-Kejmin)! (Kejmax-Kejmin) (9) ; où dans la formule (9), Kc' est la ténacité à la rupture traitée vers l'avant, Koi est la | ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, Kemi est la ténacité à la rupture | 10 minimale du réservoir de charbon à évaluer et Kojmax est la ténacité à la rupture maximale | du réservoir de charbon à évaluer ; ; Kc re (10) | OKc | où dans la formule (10), X,” est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement et | normalisée, Kc’ est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement, ux. est une valeur : 15 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.
| 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 | 20 houiller d'une zone d'étude par la contrainte d'ajustement d'interpolation linéaire, | l'épaisseur du réservoir houiller étant indiquée par Æ; en m ; | Etape 3.2 : normalisation de l'épaisseur du réservoir de charbon : | En’ BER (1) | TER A ir EE
: où dans la formule (11), Ex’ est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, pug, | LU101489 | est une valeur moyenne de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer et oz, 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 Ex entre | 5 la roche environnante et le réservoir de charbon pour représenter la différence de | module élastique entre le réservoir de charbon et la roche environnante : | _ Et+Ep ; Ey = “om (12) | où dans la formule (12), E. dans GPa est le module élastique du réservoir de | charbon, Æ; dans GPa est le module élastique du toit, et Æ dans GPa est le module | 10 élastique du plancher ; ; Etape 4.2 : normalisation de la différence de module élastique : | Ey PER (13) ; où dans la formule (13), Ex’ est la différence de module élastique normalisée, 4zt ; est une valeur moyenne de la différence de module élastique du réservoir de charbon à | 15 évaluer, et or est 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 Pc, en MPa, du réservoir de charbon par fracturation hydraulique.
| Une contrainte principale horizontale maximale gy du réservoir de charbon : 7 20 oy=3P=-P#P2+T (14) | où dans la formule (14), P; en MPa est la pression de rupture du réservoir de ; charbon, Po 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 y du réservoir de charbon est donc : EEE A ion a ET
; _PoPc LU101489 | our, 1) | Etape 5.2 : normalisation du coefficient de pression nette : | On Ani Kon (16) . son | où dans la formule (16), on' est la différence de module élastique normalisée, don | 5 est une valeur moyenne du coefficient de pression nette du réservoir de charbon à , évaluer et don est un écart type du coefficient de pression nette du réservoir de charbon | à évaluer.
| L'étape 6 comprend : Étape 6.1 : lors de l'analyse des corrélations entre la teneur | en humidité de la roche houillère et les paramètres de diagraphie, effectuer une analyse | 10 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 | houillére : | Mad=1.4655-0.5827x DEN-2.1115xGR+0.2319xp; (17) | où dans la formule (17), Mad en % est la teneur en humidité de la roche houillère | 15 dans le réservoir de charbon à évaluer, DEN en g/cm? est la densité du réservoir de | charbon ä evaluer, GR en API est une valeur gamma naturelle du reservoir de charbon | a évaluer et ps en Q-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 : ; 20 Mad '=(Madij~-Madjmin)/ (Madimax-Madjmin) (1 8) | où dans la formule (18), Mad' 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, Madjmin est la teneur en humidité minimale de la roche houillère dans ; le réservoir de charbon à évaluer, et Madjmax est la teneur en humidité maximale de la , 25 roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer,
| 13 ; Mia” LU101489 | Mad'=—24i1 ME (19) , Mad | où dans la formule (19), Ma" est la teneur en humidité de la roche houillère traitée : à l'avance et normalisée, Maa’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à | l'avance, umad est une valeur moyenne de la teneur en humidité de la roche houillère | 5 traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer, et oma 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 Frac du | réservoir de charbon : | Frac=0.3BH0.25Ke"+0.05E4+0.15E "+0.20,,+0.05 Mad" (20) | 10 où dans la formule (20), BI est l'indice de fragilité normalisé, Ke" est la ténacité à | la rupture traitée vers l'avant et normalisée, E»’ 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, on' 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 ; 15 la fracturabilité du réservoir de charbon selon la note Frac à son évaluation de | fracturabilité.
| L'étape 8 comprend : l'évaluation basée sur le score d'évaluation de la fracturabilite | Frac : | Fracturabilité Frac : Excellent (en excellent état, apte à la fracturation) Frac > 1 | Très bon (en très bon état, apte à la fracturation) 1> Frac >0.5 , Bon (en bon état, acceptable pour la fracture) 0,5> Frac >0,25 | Passable (effet de fracture modeste, non recommande pour la 0.25> Frac 20 | fracture) | Faible (mauvais effet de fracturation, non recommande pour la | : Frac <0 | fracturation) | 20 Les descriptions ci-dessus ne sont que des incarnations exemplaires de la presente | invention, et la presente invention ne s'y limite pas. En se basant sur les incarnations ci- | dessus, les personnes d'habileté ordinaire dans l'art peuvent facilement comprendre | l'esprit de la présente invention, et faire des modifications et des changements sans eee ET UT
| 14 Ë s'écarter de l'esprit de la présente invention.
Toutes ces modifications et changements LU101489 | entrent dans le champ d'application de la protection de la présente invention.
Claims (9)
1. Procédé 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 Kç du réservoir de charbon sous pression de confinement ; : Etape 3 : calcul de l'épaisseur Ej du réservoir de charbon à évaluer ; ı Etape 4 : calcul de la différence de module élastique Ei’ entre le réservoir de ' charbon et la roche environnante ; | 10 Etape 5 : calcul du coefficient de pression nette o, du réservoir de charbon à | évaluer ; , Etape 6 : calcul du taux d'humidité Maa de la roche houillère ; ‘ Etape 7 : calcul de la note d'évaluation de la fracturabilité Fac du réservoir de | charbon ; | 15 Étape 8 : évaluation de la fracturabilité du réservoir de charbon. |
2. Procédé d'évaluation de la fracturabilité d'un réservoir de charbon selon la | revendication 1, dans lequel l'étape 1 comprend : l'obtention de modules élastiques et | de rapports de Poisson du réservoir de charbon, l'exécution du traitement de | normalisation sur les modules élastiques et les rapports de Poisson et le calcul de l'indice | 20 de fragilité BI du réservoir de charbon à évaluer : | EBI—EpBimin ; E ' = ———————— 1 | BI Formax-Enımm “ ) | + — _MBImax KBI 2 ‘ Hai p—— ) | BI = “CEE 100% (3) fi “ve ee EEE ioù dans la formule (1), Eg;’ est un module élastique normalisé du réservoir de LU101489 | charbon à évaluer, Eppmax et Epmin 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), pi” est un rapport de Poisson normalisé du réservoir | 5 de charbon, ymax €t usmin sont respectivement un rapport de Poisson maximal et | minimal du réservoir de charbon, et le rapport de Poisson est sans dimension. i
3. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la | revendication 1, dans lequel l'étape 2 comprend : Etape 2.1 : calcul de la résistance à la | compression og, du réservoir de charbon, | 10 de = (0.0045 + 0.0035V)Exe (4) | la où Vg, est la teneur en schiste du réservoir de charbon, Van = (GR — GRymin)/(GRmax — GRmin) (5) Ef. est un module élastique dynamique du réservoir de charbon, Exe = pvi (3vj — 4v2)/(v2 — v2) (6) Etape 2.2 : calcul de la résistance à la traction uniaxiale St du réservoir de charbon, Se = 0c/4 (7) où dans la formule (4), Vu, 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 GRmax dans API est une valeur gamma naturelle mesurée sur un lit de mudstone dans l'intervalle de puits ; en formule (6), Ex. dans GPa est un module élastique dynamique du réservoir de charbon à évaluer, v, en km/s est la vitesse de l'onde longitudinale du réservoir de charbon à évaluer, vs en km/s est une vitesse de vague transversale du réservoir de charbon à évaluer, etp en g/cm? est la densité de la roche ; dans la formule (7), À est une constante ; Etape 2.3 : calcul de la ténacité à la rupture Kç de roche sous pression,
| PT TT 770 - | 17 Kc = 0.0956p,, + 0.13835; — 0.0820 (8) LU101489 pour simplifier le calcul, la pression de confinement p, par une contrainte principale horizontale minimale dans la formule (8) ; | Etape 2.4 : effectuer le traitement en aval et le traitement de normalisation sur la | 5 ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, | c'est-à-dire le traitement en aval et la normalisation Kc: | Kc=(Koi-Kejmin)/ (Kejmax-Kejmin) (9) | où dans la formule (9), Kc' est la ténacité à la rupture traitée vers l'avant, Key est la | ténacité à la rupture du réservoir de charbon à évaluer, Kymin est la ténacité à la rupture ; 10 minimale du réservoir de charbon à évaluer et Kcimax est la ténacité à la rupture maximale ; du réservoir de charbon à évaluer ; | Keim | fc ac 5 (10) Ke , où dans la formule (10), Kc" est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement et | normalisée, Kc' est la ténacité à la rupture traitée à l'avancement, uk. est une valeur | 15 moyenne de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du réservoir de charbon à | évaluer et oxc est un écart type de la ténacité à la rupture traitée à l'avancement du | réservoir de charbon à évaluer. |
4. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la / revendication 1, dans lequel 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 F,enm; Etape 3.2 : normalisation de l'épaisseur du réservoir de charbon : Ep..— | 25 Fyn" Pen (11) JEh
| a - _- | 18 | où dans la formule (11), Ex’ est l'épaisseur normalisée du réservoir de charbon, j#zxLU101489 / est une valeur moyenne de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer et oz est un | écart type de l'épaisseur du réservoir de charbon à évaluer. |
5. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la | 5 revendication 1, dans lequel 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 : | — Ett+Ep | Er = ar (12) | 10 où dans la formule (12), Æe dans GPa est le module élastique du réservoir de | charbon, E; dans GPa est le module élastique du toit, et Æs dans GPa est le module élastique du plancher ; Etape 4.2 : normalisation de la différence de module élastique : FER (13)
TER où dans la formule (13), Ex’ est la différence de module élastique normalisée, HER est une valeur moyenne de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer, et oz est un écart type de la différence de module élastique du réservoir de charbon à évaluer.
6. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la revendication 1, dans lequel l'étape 5 comprend : Étape 5.1 : obtention d'une contrainte principale horizontale minimale Pe, en MPa, du réservoir de charbon par fracturation hydraulique : Une contrainte principale horizontale maximale oy du réservoir de charbon : Op=3Pe-P#Po+T (14)
| a 19 où dans la formule (14), P; en MPa est la pression de rupture du réservoir LU101489 | charbon, P, en MPa est la pression du réservoir de charbon et J'en MPa est la résista: / à la traction du réservoir de charbon, | le coefficient de pression nette on du réservoir de charbon est donc : ; __Po-Pe | Etape 5.2 : normalisation du coefficient de pression nette : | on = (16) | Jon | où dans la formule (16), on' est la différence de module élastique normalisée, on | est une valeur moyenne du coefficient de pression nette du reservoir de charbon ä | 10 évaluer et vw est un écart type du coefficient de pression nette du réservoir de charbon | à évaluer. | 7. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la | revendication 1, dans lequel l'étape 6 comprend : Étape 6.1 : lors de l'analyse des corrélations entre la teneur en humidité de la roche houillère et 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—1.4655-0.5827xDEN-2.1115*GR+0.2319xp; (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 ps en Q-m est la résistivité apparente du réservoir de charbon à évaluer ; Etape 6.2 : traitement en amont et normalisation du taux d'humidité de la roche houillère : Mad =(Mody-Madimin)l (Madjmax-Madimin) ( 1 8)
| SE | 20 où dans la formule (18), Mad’ est la teneur en humidité de la roche houillère traitée LU101489 | à l'avance, Magy est la teneur en humidité de la roche houillère dans le réservoir de charbon à évaluer, Mzdimin 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, Mgr j Mag" =—<#iEMaë (19) ; OMad | où dans la formule (19), Mad" est la teneur en humidité de la roche houillère traitée | à l'avance et normalisée, M'ady est la teneur en humidité de la roche houillère traitée à ; l'avance, ZMad est une valeur moyenne de la teneur en humidité de la roche houillère | 10 traitee à l'avance dans le réservoir à évaluer, et Gaad est un écart standard de la teneur } en humidité de la roche houillère traitée à l'avance dans le réservoir à évaluer. | 8. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la | revendication 1, dans lequel l'étape 7 comprend : le calcul du score d'évaluation de la | fracturabilité Frac du réservoir de charbon : ; 15 Fra—0.3BH0.25K."+0.05E,+0.15E 1"+0.20,+0.05 Mad" (20) | où dans la formule (20), BI est l'indice de fragilité normalisé, XK." 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, o„’ est le coefficient de pression nette normalisé du réservoir | 20 de charbon et Mus" est le contenu en humidité normalisé et traité vers l'avant ; et évaluer | la fracturabilité du réservoir de charbon selon la note Fra à son évaluation de fracturabilité.
9. Procédé d'évaluation de la fracturabilité pour un réservoir de charbon selon la | revendication 1, dans lequel l'étape 8 comprend : l'évaluation basée sur le score | 25 — d'évaluation de la fracturabilité Frac.
ETE TET
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