本申請涉及煤層氣開采，具體地涉及一種煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法、裝置和存儲介質。

背景技術：

1、煤層氣作為關鍵的非常規資源之一，有助于緩解能源緊張、減少煤礦事故并減輕環境負擔，因此在全球范圍內受到了極大的關注。欠飽和煤層氣藏的開采受到儲量和平均地層壓力的影響，這些因素對于估算煤層氣藏的原始地質儲量、剩余儲量以及評估井間干擾狀況至關重要，它們對于分析氣井的生產動態和評價產能具有重要的理論和實際意義。

2、目前，計算欠飽和的煤層氣藏平均地層壓力的方法不僅考慮了氣體的產出，還包括了水的產出。這需要了解氣體的相對密度、煤儲層的溫度、初始孔隙度、原始含水飽和度、孔隙壓縮系數和水相壓縮系數等眾多參數。在煤層氣藏的平均地層壓力計算過程中，除了需要輸入累計產氣量，還要輸入累計產水量，并且需要循環迭代計算氣體偏差系數，這使得計算過程變得復雜。特別是對于中淺層煤層氣藏和不含自由氣的深層煤層氣藏，地層結構簡單，實際上并不需要這么多參數，頻繁測量和計算不僅會影響煤層氣的產能和產量，也會提高煤層氣開采的成本。

技術實現思路

1、本申請實施例的目的是提供一種煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法、裝置和存儲介質，用以解決現有技術中存在的欠飽和煤層氣藏的平均地層壓力計算困難的技術問題。

2、為了實現上述目的，本申請第一方面提供一種煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，預測方法包括：

3、根據目標煤層的氣藏溫度和孔隙尺寸確定目標煤層氣藏的壓力指數；

4、在目標煤層氣藏開采過程中，記錄多組累計產氣量及其對應的實測平均地層壓力；

5、獲取目標煤層氣藏的朗格繆爾體積、朗格繆爾壓力；

6、將朗格繆爾體積、朗格繆爾壓力、壓力指數、多組累計產氣量和多組實測平均地層壓力導入至朗格繆爾-弗蘭德里希模型中，以確定目標煤層氣藏的總氣儲量和臨界解吸壓力；

7、根據目標煤層氣藏的總氣儲量、臨界解吸壓力、朗格繆爾壓力和壓力指數預測每個累計產氣量對應的平均地層壓力。

8、在本申請實施例中，將朗格繆爾體積、朗格繆爾壓力、壓力指數、多組累計產氣量和多組實測平均地層壓力導入至朗格繆爾-弗蘭德里希模型中，以確定目標煤層氣藏的總氣儲量和臨界解吸壓力的步驟包括：基于朗格繆爾體積、朗格繆爾壓力和壓力指數構建煤層氣藏物質平衡方程；基于物質平衡方程構建關于累計產量和pm/(plm+pm)的一次函數，其中，p為平均地層壓力，pl為朗格繆爾壓力，m為壓力指數；根據多組實測平均地層壓力、多組累計產氣量確定一次函數的斜率和縱軸截距；根據一次函數的斜率和縱軸截距確定目標煤層氣藏的總氣儲量。

9、在本申請實施例中，煤層氣藏物質平衡方程構建結果如下公式(1)：

10、

11、其中，gp為累計產量，h為目標煤層氣藏的煤儲層厚度，a為目標煤層氣藏的控制面積，ρc為目標煤層氣藏的煤巖密度，vl為朗格繆爾體積，pd為目標煤層氣藏的臨界解吸壓力，pl為朗格繆爾壓力，p為平均地層壓力，m為壓力指數。

12、在本申請實施例中，基于物質平衡方程構建關于累計產量和pm/(plm+pm)的一次函數的步驟包括：

13、基于公式(1)變形得到以下公式(2)：

14、

15、基于公式(2)進一步變形得到一次函數的表達式(3)：

16、

17、其中，n表示一次函數的縱軸截距，m表示一次函數的斜率，g為煤層氣藏中煤層氣的儲量，gp為累計產量，pd為目標煤層氣藏的臨界解吸壓力，pl為朗格繆爾壓力，p為平均地層壓力，m為壓力指數。

18、在本申請實施例中，根據以下公式(4)確定目標煤層氣藏的總氣儲量：

19、

20、其中，g為煤層氣藏中煤層氣的儲量，n表示一次函數的縱軸截距，m表示一次函數的斜率。

21、在本申請實施例中，根據以下公式(5)確定平均地層壓力：

22、

23、其中，p為平均地層壓力，pl為朗格繆爾壓力，m為壓力指數，n表示一次函數的縱軸截距，g為煤層氣藏中煤層氣的儲量，gp為累計產量。

24、在本申請實施例中，根據以下公式(6)確定目標煤層氣藏的臨界解吸壓力：

25、

26、其中，pd為目標煤層氣藏的臨界解吸壓力，pl為朗格繆爾壓力，m為壓力指數，n表示一次函數的縱軸截距。

27、在本申請實施例中，預測方法還包括根據以下公式(7)確定目標煤層氣藏的控制面積：

28、

29、其中，h為目標煤層氣藏的煤儲層厚度，a為目標煤層氣藏的控制面積，ρc為目標煤層氣藏的煤巖密度，vl為朗格繆爾體積，m表示一次函數的斜率。

30、本申請第二方面提供一種欠飽和煤層氣藏的平均地層壓力的確定裝置，包括：存儲器，被配置成存儲指令；以及處理器，被配置成從存儲器調用指令以及在執行指令時能夠實現上述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法。

31、本申請第三方面提供一種機器可讀存儲介質，該機器可讀存儲介質上存儲有指令，該指令用于使得機器執行上述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法。

32、上述的技術方案中，在針對目標煤層進行平均地層壓力預測時，首先根據目標煤層的氣藏溫度和孔隙尺寸確定目標煤層氣藏的壓力指數，通過這一壓力指數，可以更加精確地描述煤層氣藏的物理特性，從而提高預測的準確性。隨后獲取目標煤層氣藏開采過程中記錄的多組累計產氣量和對應的實測平均地層壓力以及目標煤層氣藏的朗格繆爾體積和朗格繆爾壓力。在確定了這些關鍵參數后，將它們導入至朗格繆爾-弗蘭德里希模型中。該模型能夠綜合考慮煤層氣藏的復雜特性，輸出目標煤層氣藏的總氣儲量和臨界解吸壓力，根據總氣儲量、臨界解吸壓力、朗格繆爾壓力和壓力指數，即可預測每個累計產氣量對應的平均地層壓力。通過上述預測方法，不僅簡化了計算過程，還提高了預測的準確性和可靠性，為煤層氣藏的開采提供了有力的技術支持。此外，該方法還能夠根據目標煤層氣藏的具體情況和開采過程中的實際數據來確定相關參數，從而提高了預測的針對性和準確性。

33、本申請實施例的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，所述預測方法包括：

2.根據權利要求1所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，所述將所述朗格繆爾體積、所述朗格繆爾壓力、所述壓力指數、多組所述累計產氣量和多組所述實測平均地層壓力導入至朗格繆爾-弗蘭德里希模型中，以確定所述目標煤層氣藏的總氣儲量和臨界解吸壓力的步驟包括：

3.根據權利要求2所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，所述煤層氣藏物質平衡方程構建結果如下公式(1)：

4.根據權利要求3所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，所述基于所述物質平衡方程構建關于累計產量和pm/(plm+pm)的一次函數的步驟包括：

5.根據權利要求4所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，根據以下公式(4)確定所述目標煤層氣藏的總氣儲量：

6.根據權利要求5所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，根據以下公式(5)確定所述平均地層壓力：

7.根據權利要求4所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，根據以下公式(5)確定所述目標煤層氣藏的臨界解吸壓力：

8.根據權利要求4所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法，其特征在于，所述預測方法還包括根據以下公式(7)確定所述目標煤層氣藏的控制面積：

9.一種欠飽和煤層氣藏的平均地層壓力的確定裝置，其特征在于，包括：

10.一種機器可讀存儲介質，其特征在于，該機器可讀存儲介質上存儲有指令，該指令用于使得機器執行根據權利要求1至8中任一項所述的煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法。

技術總結
本申請涉及煤層氣開采技術領域，具體地涉及一種煤層氣藏的平均地層壓力的預測方法、裝置和存儲介質，預測方法包括：根據目標煤層的氣藏溫度和孔隙尺寸確定目標煤層氣藏的壓力指數；在目標煤層氣藏開采過程中，記錄多組累計產氣量及其對應的實測平均地層壓力；獲取目標煤層氣藏的朗格繆爾體積、朗格繆爾壓力；將朗格繆爾體積、朗格繆爾壓力、壓力指數、多組累計產氣量和多組實測平均地層壓力導入至朗格繆爾?弗蘭德里希模型中，以確定目標煤層氣藏的總氣儲量和臨界解吸壓力；根據目標煤層氣藏的總氣儲量、臨界解吸壓力、朗格繆爾壓力和壓力指數預測每個累計產氣量對應的平均地層壓力。采用上述方法，能夠高效預測出目標煤層氣藏的平均地層壓力。

技術研發人員：石軍太,張碩,熊先鉞,陳明,黃紅星,王凱,吉義天宇
受保護的技術使用者：中國石油大學（北京）
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28