井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法和设备

摘要

本申请公开了一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法和设备，属于煤层气开发技术领域。该方法通过使用测试设备的数据采集处理系统，以设定时间间隔采集井底流压及对应的时间节点，使用降压装置根据多个目标速度降低井底流压，当井底流压降低第一压力值时，关闭降压装置，井底流压回升；当井底流压的回升速度小于第一速度时，停止采集；基于采集的井底流压及对应的时间节点，获取井底流压降低速度为多个目标速度时煤岩储层的储层渗透率；基于多个目标速度以及分别与多个目标速度对应的储层渗透率，获取井底流压降低速度与储层渗透率关系。由于直接测试煤层气开发的煤岩储层，本方法适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。

说明书

技术领域

本申请涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法和设备。

背景技术

煤层气是与煤相伴生的矿产资源，主要以吸附态赋存在煤基质表面。在煤层气开发的过程中，通过降低煤层气井的井底流压，将煤岩储层中的流体压力降低至煤层气解吸压力以下，从而将煤层气从煤岩储层中解吸并渗流至煤层气井中，实现煤层气的开发。煤层气井的井底流压的变化将引起煤岩储层中的流体压力的变化，进而引起煤岩储层中的应力变化，引起煤岩储层的储层渗透率变化，导致产量变化。由于煤岩储层的应力敏感性强，因此，需要明确煤层气井的井底流压的降低速度与储层渗透率的关系，进而为制定煤层气开发方案提供技术支持。

在相关技术中，通过假定煤岩储层是均质的并且具有各向异性，提供了一种基于煤岩储层中的流体压力、煤层气井的井底流压等参数模拟井底流压降低速度与储层渗透率关系的数值模拟方法。然而，由于煤岩储层具有强非均质性，以及煤岩储层的地质资料较少，相关技术中的数值模拟方法的适用性较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法和设备，可用于解决相关技术中的问题。技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法，该测试方法包括：

使用测试设备的数据采集处理系统，以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点，使用测试设备的降压装置根据多个目标速度中的任一目标速度降低井底流压，当井底流压降低第一压力值时，关闭降压装置，井底流压回升；

当井底流压的回升速度小于第一速度时，停止采集；

基于采集的井底流压以及对应的时间节点，获取井底流压降低速度为任一目标速度时煤岩储层的储层渗透率；

分别获取井底流压降低速度为多个目标速度中的其余目标速度时煤岩储层的储层渗透率；

基于多个目标速度以及分别与多个目标速度对应的储层渗透率，获取井底流压降低速度与储层渗透率关系。

可选地，当井底流压的回升速度小于第一速度时，停止采集，包括：

在降低井底流压前，获取初始井底流压值；

当回升速度小于第一速度时，若井底流压回升至初始井底流压值，停止采集；若井底流压未回升至初始井底流压值，采集不停止，直至井底流压回升至初始井底流压值时停止采集。

可选地，使用测试设备的降压装置根据多个目标速度中的任一目标速度降低井底流压，包括：

将多个目标速度由小到大排列；使用测试设备的降压装置根据多个目标速度的排列顺序中的最小的目标速度降低井底流压；

获取井底流压降低速度为任一目标速度时煤岩储层的储层渗透率，包括：

获取井底流压降低速度为最小的目标速度时煤岩储层的储层渗透率；

分别获取井底流压降低速度为多个目标速度中的其余目标速度时煤岩储层的储层渗透率，包括：

依照多个目标速度的排列顺序，分别获取井底流压降低速度为多个目标速度中的其余目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

可选地，在使用测试设备的数据采集处理系统，以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点之前，测试方法还包括：

获取煤岩储层的底界深度：

获取测试设备的压力计的位置深度；

基于底界深度以及位置深度，确定压力计的示数与煤层气井的井底流压的转换式，该转换式用于将示数转换为井底流压。

可选地，在基于多个目标速度以及分别与多个目标速度对应的储层渗透率，获取井底流压降低速度与储层渗透率关系之后，测试方法还包括：

基于井底流压降低速度与储层渗透率关系，获取储层渗透率的最高值，将与最高值对应的井底流压降低速度作为煤层气开发方案中的井底流压降低速度。

另一方面，本申请实施例提供了一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试设备，该测试设备包括：

降压装置、压力计以及数据采集处理系统，压力计设置于降压装置上，压力计与数据采集处理系统相连接；

降压装置用于降低煤层气井的井底流压，压力计用于监测煤层气井的井底流压，数据采集处理系统用于以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点，基于采集的井底流压以及对应的时间节点，获取煤岩储层的储层渗透率。

可选地，降压装置包括：管柱以及排采装置，管柱上设置有压力计以及排采装置，管柱用于为降低井底流压提供通道，排采装置用于降低井底流压以及调节井底流压降低速度。

可选地，降压装置上设置有多个压力计，多个压力计设置在相同高度位置处，其中，多个压力计中至少包括一个存储式电子压力计。

可选地，测试设备还包括连通电缆，压力计与连通电缆相连接，连通电缆用于将压力计的示数传输至数据采集处理系统。

可选地，测试设备还包括过滤组件，过滤组件安装在管柱的底部，过滤组件用于过滤煤层气井中的悬浮物或颗粒物，防止悬浮物或颗粒物由管柱进入降压装置中进而损坏排采装置。

本申请实施例提供的技术方案至少带来如下有益效果：

在本申请实施例中，通过获取以不同速度降低井底流压后煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系。由于直接以进行煤层气开发的煤岩储层开展测试，本方法可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，通过测试煤层气井的井底流压的降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，能够为制定煤层气开发方案提供技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法流程图；

图2是本申请实施例提供的一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法流程图；

图3是本申请实施例提供的一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试设备的结构示意图。

对附图3中的标记进行如下说明：

301-降压装置，302-压力计，303-连通电缆，3011-管柱，3012-排采装置。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

首先，对本申请实施例的应用背景进行介绍。煤岩储层为由孔隙、宏观裂隙和微观裂隙组成的三元孔裂隙介质，其中，孔隙为煤层气的主要储集场所，宏观裂隙为煤层气运移的通道，微观裂隙为沟通孔隙与宏观裂隙的桥梁。煤岩储层的储层渗透率主要取决于裂隙系统的发育程度以及连通程度，裂隙系统发育程度越成熟，连通程度越高，煤岩储层的储层渗透率越好。

在煤层气的开发过程中，煤岩储层的裂隙的开合的主要取决于煤岩储层中的有效应力以及煤基质的收缩膨胀效应：一方面，在煤层气的开发过程中，由于煤层气解吸产出，煤基质收缩，储层渗透率升高；另一方面，由于煤岩储层的孔隙中的流体压力降低，煤岩储层层压增大，煤岩储层的裂隙相对受压导致裂隙宽度减小，储层渗透率降低。因而需要明确煤层气井的井底流压降低速度与储层渗透率的关系，进而为制定煤层气开发方案提供技术支持。

图1是本申请实施例提供的一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法流程图，如图1所示，该测试方法包括下述步骤：

步骤101、使用测试设备的数据采集处理系统，以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点，使用测试设备的降压装置根据多个目标速度中的任一目标速度降低井底流压，当井底流压降低第一压力值时，关闭降压装置，井底流压回升。

在本步骤中，使用测试设备的数据采集处理系统，以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点，使用测试设备的降压装置降低煤层气井的井底流压，井底流压降低速度为多个目标速度中的任一目标速度，当井底流压降低第一压力值时，关闭降压装置，井底流压回升。

示例性地，设定时间间隔为3秒。

示例性地，降压装置通过排水的方式降低井底流压，第一压力值为0.120MPa。

步骤102、当井底流压的回升速度小于第一速度时，停止采集。

在本步骤中，当井底流压的回升速度小于第一速度时，停止采集。

示例性地，第一速度为0.01MPa/d(兆帕/天)。

步骤103、基于采集的井底流压以及对应的时间节点，获取井底流压降低速度为该任一目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

在本步骤中，基于采集的井底流压以及对应的时间节点，通过试井解释模型进行试井解释，获取井底流压降低速度为该任一目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

在一种可能实现方式中，将采集的井底流压以及对应的时间节点直接输入试井解释模型，通过试井解释模型进行试井解释，获取井底流压降低速度为该目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

在一种可能实现方式中，使用测试装置的数据采集处理系统，获取采集的井底流压以及对应的时间节点中属于回升过程的井底流压以及对应的时间节点，将井底流压回升过程采集的井底流压以及对应的时间节点输入试井解释模型，输入时，回升过程开始的时间节点作为零点，后续的时间节点作为距离零点的累计时间间隔点，通过试井解释模型进行试井解释，获取井底流压降低速度为该目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

步骤104、分别获取井底流压降低速度为多个目标速度中的其余目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

在本步骤中，分别根据多个目标速度中的其余目标速度重复步骤101至步骤103，分别获取井底流压降低速度为多个目标速度中的其余目标速度时煤岩储层的储层渗透率。

在一种可能实现方式中，在降低煤层气井的井底流压前，获取煤层气井的初始井底流压值。当井底流压的回升速度小于第一速度时，若井底流压回升至初始井底流压值，停止采集；若井底流压未回升至初始井底流压值，采集不停止，直至井底流压回升至初始井底流压值时停止采集。通过将井底流压回升至初始井底流压值，可降低测试过程中由于煤层气井的初始井底流压不同导致的测试结果偏差，提高测试结果的准确性。

在一种可能实现方式中，在使用测试设备的降压装置降低井底流压前，将多个目标速度由小到大排列。使用测试设备的降压装置以多个目标速度的排列顺序中的最小的目标速度降低井底流压，进而获取井底流压降低速度为最小的目标速度时煤岩储层的储层渗透率，即上述步骤101至步骤103中的任一目标速度为本实现方式中的多个目标速度的排列顺序中的最小的目标速度。

使用测试设备的降压装置以多个目标速度的排列顺序中的第二小的目标速度降低井底流压，进而获取井底流压降低速度为第二小的目标速度时煤岩储层的储层渗透率，即上述步骤101至步骤103中的任一目标速度为本实现方式中的多个目标速度的排列顺序中的第二小的目标速度。

以此类推，依照多个目标速度的排列顺序，分别获取井底流压降低速度为多个目标速度中的其余目标速度时煤岩储层的储层渗透率。通过依照多个目标速度由小到大的排列顺序进行测试，可以降低由于前一次测试引起的煤岩储层变化对于后一次测试的储层渗透率结果的影响，提高测试结果的有效性。

步骤105、基于多个目标速度以及分别与多个目标速度对应的储层渗透率，获取井底流压降低速度与储层渗透率关系。

在本步骤中，基于多个目标速度以及分别与多个目标速度对应的储层渗透率，获取井底流压降低速度与储层渗透率关系。示例性地，基于多个目标速度以及获取的分别与多个目标速度对应的储层渗透率，绘制井底流压降低速度与储层渗透率的曲线图，在该曲线图中，横坐标为井底流压降低速度，纵坐标为储层渗透率。

在本申请实施例中，通过获取井底流压降低速度为不同目标速度时煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系。由于直接以进行煤层气开发的煤岩储层开展测试，上述方法可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，通过测试煤层气井的井底流压降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，能够为制定煤层气开发方案提供技术支持。

在一种可能实现方式中，如图2所示，在步骤101之前，该方法还包括：

步骤106、获取煤岩储层的底界深度。

在本步骤中，煤岩储层具有一定的深度范围，获取煤岩储层的底界深度。

示例性地，通过测井探测煤岩储层的深度范围，获取测井结果中的煤岩储层的底界深度。测井方式可以是本领域技术人员常用测井方式，本申请实施例对此不做限定。

步骤107、获取测试设备的压力计的位置深度。

在本步骤中，将测试设备的压力计下入煤层气井，获取压力计在煤层气井中的位置深度。

步骤108、基于底界深度以及位置深度，确定压力计的示数与煤层气井的井底流压的转换式，该转换式用于将压力计的示数转换为井底流压。

在本步骤中，基于步骤106获取的底界深度以及步骤107获取的位置深度，确定压力计的示数与煤层气井的井底流压的转换式，基于该转换式，将压力计的示数转换为煤层气井的井底流压，压力计的示数与煤层气井的井底流压可以按照下述公式进行转换：

P＝P

上述公式(1)中，P为煤层气井的井底流压，P

在本申请实施例中，通过获取井底流压降低速度为不同目标速度时煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系。由于直接以进行煤层气开发的煤岩储层开展测试，上述方法可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，通过测试煤层气井的井底流压降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，能够为制定煤层气开发方案提供技术支持。

在一种可能实现方式中，在步骤105之后，该方法还包括：

步骤109、基于井底流压降低速度与储层渗透率关系，获取储层渗透率的最高值，将与最高值对应的井底流压降低速度作为煤层气开发方案中使用的井底流压降低速度。

在本步骤中，基于步骤105获取的井底流压降低速度与储层渗透率关系，获取储层渗透率的最高值，将与该最高值对应的井底流压降低速度作为煤层气开发方案中的井底流压降低速度。

在本申请实施例中，通过获取井底流压降低速度为不同目标速度时煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系。由于直接以进行煤层气开发的煤岩储层开展测试，本方法可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，基于获取的井底流压降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，将与储层渗透率最高值对应的井底流压降低速度作为煤层气开发方案中的井底流压降低速度，可提高煤层气开发时的排采效率。

在一种可能实现方式中，在步骤105之后，该方法还包括：

步骤110、基于井底流压降低速度与储层渗透率的关系，建立井底流压降低速度与储层渗透率关系模型。

在本步骤中，基于步骤105获取的井底流压降低速度与储层渗透率关系，建立井底流压降低速度与储层渗透率关系模型，为进一步研究煤层气井井底流压降低速度与煤岩储层内部应力以及内部结构的变化关系提供技术支持。

在本申请实施例中，通过获取井底流压降低速度为不同目标速度时煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系。由于直接以进行煤层气开发的煤岩储层开展测试，本方法可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，基于获取的井底流压降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，建立井底流压降低速度与储层渗透率关系模型，可为进一步研究煤层气井井底流压降低速度与煤岩储层内部应力以及内部结构的变化关系提供技术支持。

本申请实施例提供了一种井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试设备，该井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试设备能够适用于图1及图2所示的井底流压降低速度与储层渗透率关系的测试方法。

如图3所示，测试设备包括：降压装置301、压力计302以及数据采集处理系统，压力计302设置于降压装置301上，压力计302与数据采集处理系统相连接；

降压装置301用于降低煤层气井的井底流压，压力计302用于监测煤层气井的井底流压，数据采集处理系统用于以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点，基于采集的井底流压以及对应的时间节点，获取煤岩储层的储层渗透率。

示例性地，压力计302为高精度压力计，压力计302的测量精度为0.001MPa。

在本申请实施例中，降压装置301包括管柱3011以及排采装置3012，管柱3011上设置有压力计302以及排采装置3012，管柱3011用于为降低井底流压提供通道，排采装置3012用于降低井底流压以及调节井底流压降低速度。示例性地，排采装置3012包括泵体以及动力装置。

在测试井底流压降低速度与储层渗透率关系时，先将设置有压力计302的管柱3011伸入煤层气井，获取压力计302在煤层气井中的位置深度。使用数据采集处理系统，以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点。开启排采装置3012，以目标速度降低井底流压，当井底流压降低第一压力值时，关闭排采设备3012，井底流压回升，当井底流压的回升速度小于第一速度时，停止数据采集处理系统的采集。

示例性地，设定时间间隔为3秒。

在一种可能实现方式中，降压装置301上设置有多个压力计302，多个压力计302设置在相同高度位置处，即多个压力计302所测试的井底流压位置相同，多个压力计302中至少包括一个存储式电子压力计，存储式电子压力计具有数据存储功能。

由于存储式电子压力计具有数据存储功能，可避免数据丢失。此外，由于设置有多个压力计302，可以避免在测试过程中由于压力计故障引起的测试结果的失真。

在一种可能实现方式中，数据采集处理系统包括数据采集系统以及数据处理系统，数据采集系统用于以设定时间间隔采集井底流压以及对应的时间节点，数据处理系统用于基于采集的井底流压以及对应的时间节点，获取煤岩储层的储层渗透率。

在一种可能实现方式中，数据处理系统还用于获取采集的井底流压以及对应的时间节点中属于回升过程的井底流压以及对应的时间节点，以采集的回升过程开始的时间节点作为零点，后续采集的时间节点作为距离零点的累计时间间隔点。

在一种可能实现方式中，数据处理系统包括计算模块以及解释模块，计算模块用于基于采集的井底流压以及对应的时间节点计算井底流压的回升速度，解释模块用于基于采集的井底流压以及对应的时间节点进行试井解释，获取煤岩储层的储层渗透率，计算模块与解释模块分别通过处理器实现。

在一种可能实现方式中，计算模块还用于基于转换式将压力计302的示数转换为井底流压。

示例性地，解释模块为包含试井解释模型的试井软件。

在一种可能实现方式中，数据处理系统还包括获取模块，获取模块用于获取采集的井底流压以及对应的时间节点中属于回升过程的井底流压以及对应的时间节点，以采集的回升过程开始的时间节点作为零点，后续采集的时间节点作为距离零点的累计时间间隔点，获取模块通过处理器实现。

在一种可能实现方式中，获取模块还用于基于获取的多个储层渗透率，获取井底流压降低速度与储层渗透率关系。示例性地，获取模块基于多个目标速度以及分别与多个目标速度对应的储层渗透率，绘制井底流压降低速度与储层渗透率的曲线图，在该曲线图中，横坐标为井底流压降低速度，纵坐标为储层渗透率。

在本申请实施例中，测试设备还包括连通电缆303，压力计302与连通电缆303相连接，连通电缆303用于将压力计302的示数传输至数据采集处理系统。

在一种可能实现方式中，连通电缆303还用于将压力计302与外部电源连通，为压力计302供电。

在本申请实施例中，通过获取井底流压降低速度为不同目标速度时煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系，本设备可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，通过测试煤层气井的井底流压降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，能够为制定煤层气开发方案提供技术支持。

在一种可能实现方式中，测试设备还包括过滤组件，过滤组件安装在管柱3011的底部，过滤组件用于在降低井底流压过程中过滤煤层气井中的悬浮物或颗粒物，防止悬浮物或颗粒物由管柱3011进入降压装置301中进而损坏排采装置3012。示例性地，过滤组件包括筛管或丝堵的至少一种。

在本申请实施例中，通过获取井底流压降低速度为不同目标速度时煤岩储层的储层渗透率，进而获得井底流压降低速度与储层渗透率的关系，本设备可以适用于具有强非均质性或已知地质资料较少的煤岩储层。此外，通过测试煤层气井的井底流压降低速度与煤岩储层的储层渗透率的关系，能够为制定煤层气开发方案提供技术支持。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。