一种深部煤层气储层超临界CO2可压裂性评价方法

本发明涉及非常规天然气资源煤层气开发利用，具体为一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法。

背景技术：

1、我国煤层气资源储量巨大，但不同于常规油气资源的地质赋存条件及力学特性，煤层气主要以吸附状态赋存在煤层气储层的微纳米孔裂隙内，开采煤层气资源时需要对储层进行改造，提高储层的渗透率。超临界co2压裂深部储层是有效改造煤层气储层的一种方式，在未进行充分可压裂性评价情况下冒然进行压裂导致煤层气储层的压裂效果出现未知风险，因此需要一种科学有效的方法对煤层气储层的可压裂性进行定量评价，为深部煤层气储层超临界co2压裂改造可行性提供指导。

2、深部煤层气储层超临界co2可压裂性的研究，涉及地质构造、煤层气储层物性、煤层气储层盖层发育特征等多因素，受复杂地质条件的影响，不仅要对影响超临界co2压裂的地质因素进行定性评估，还要对煤层气储层可压裂性条件进行定量研究，从而做到有针对性的压裂施工。目前我国已经施工了大量的煤层气井，但许多煤层气井的产气效果较差，一方面受地质条件的影响，另一方面受施工技术因素的影响，而在深部煤层气井生产前，有效评估煤层气储层的超临界co2可压裂性，有利于指导煤层气井压裂施工。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，克服评价深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法的匮乏，涉及采用地质因素及煤层气储层力学特性，结合定性与定量分析方法，分析煤层气储层的赋存特征及影响因素，建立深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价体系，综合分析评判深部煤层气储层是否具备超临界co2可压裂性的方法。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，包括如下步骤：

5、s1：煤层气储层地质赋存环境进行评估；

6、s2：煤层气储层构造地质环境分析；

7、s3：地质钻孔测井及岩性分析；

8、s4：煤层气储层及其顶底板力学特性分析；

9、s5：煤层气储层超临界co2压裂特性及效果实验分析；

10、s6：综合分析评价煤层气储层可压裂性。

11、优选的，所述s1的具体过程为：调查煤层气储层在地质体中的展布特征，基于地震资料，获取煤层气储层、含水层及顶底板分布特征，分析煤层气储层沉积环境。

12、优选的，所述地震资料是提取的地震属性参数，包括平均峰值振幅、振幅的峰态、最大绝对振幅和瞬时频率斜率4种地震属性，且地震资料作为预测煤层厚度的基本参数。

13、优选的，所述煤层气储层在地质体中的展布特征包括煤层气储层厚度、煤层气储层起伏特征、煤层气储层变厚与尖灭、煤系地层中多层煤层气储层分布的存在关系，煤层气储层、含水层及顶底板分布特征包括不同含水层与煤层气储层的距离，含水层的补给、泾流与排泄特征及其与煤层气储层之间的导通关系。

14、优选的，所述步骤s2的具体过程为：基于三维地震资料及地表地质调查，研究煤层气储层所处区域的断层、褶曲和陷落柱等地质构造分布特征，查明不同类型的构造空间分布规律及其对煤层气保存与逸散的影响；查明研究区内的地应力分布特征，获得垂直主应力与水平主应力的分布特征及变化规律，分析地应力对煤层气井网布置的影响。

15、优选的，所述步骤s3的具体过程为：利用地质钻孔测井资料分析煤层气储层地层的岩性特征，获得煤层气储层的沉积环境，包括陆相沉积和海相沉积，分析地层破碎特征，煤层气储层结构及顶底板岩石结构的划分，煤体结构划分成原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤，岩石结构分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，利用地质钻孔取芯资料分析煤层气储层及其顶底板的破碎特征，并划分煤层气储层结构及顶底板岩石的完整性，评估煤系地层的结构特征。

16、优选的，所述步骤s4的具体过程为：利用地质钻孔取芯，室内测试煤层气储层及顶底板样品的力学参数，对煤层气储层的脆性度特征进行定量分析，包括煤层气储层及其顶底板的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比，计算煤层气储层和顶底板的脆性指数，其中脆性指数的计算公式为：

17、

18、式中：e为弹性模量，单位为gpa；μ为泊松比，无量纲；brit为脆性指数，单位为％，根据计算的脆性指数值对深部煤层气储层超临界co2可压裂性进行判定。

19、优选的，所述步骤s5的具体过程为：对地质钻孔储层试样开展模拟地层原岩应力条件下的室内超临界co2压裂，并对压裂效果进行定量测试分析，根据相同体积应力条件下的超临界co2压裂后的渗透率≥20倍压裂前渗透率的，判断是否具备可压裂性。

20、优选的，所述步骤s6的具体过程为：结合步骤s1-s5进行综合因素分析，明晰不同地质因素及力学因素对超临界co2可压裂性的影响及权值，综合评判深部煤层气储层超临界co2可压裂性。

21、(三)有益效果

22、本发明提供了一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，包含有以下步骤：s1煤层气储层地质赋存环境评估；s2煤层气储层构造地质环境分析；s3地质钻孔测井及岩性分析；s4煤层气储层及其顶底板力学特性分析；s5煤层气储层超临界co2压裂特性及效果实验分析；s6综合分析评价煤层气储层可压裂性，本发明依据煤层气储层赋存地质环境及力学特征，构建煤层气储层是否具备可压裂性评价方法，实现对煤层气储层的超临界co2可压裂性定量评价，对于煤层气储层压裂增渗区域选择和降低钻井压裂风险具有重要意义。

技术特征：

1.一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述s1的具体过程为：调查煤层气储层在地质体中的展布特征，基于地震资料，获取煤层气储层、含水层及顶底板分布特征，分析煤层气储层沉积环境。

3.根据权利要求2所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述地震资料是提取的地震属性参数，包括平均峰值振幅、振幅的峰态、最大绝对振幅和瞬时频率斜率4种地震属性，且地震资料作为预测煤层厚度的基本参数。

4.根据权利要求2所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述煤层气储层在地质体中的展布特征包括煤层气储层厚度、煤层气储层起伏特征、煤层气储层变厚与尖灭、煤系地层中多层煤层气储层分布的存在关系，煤层气储层、含水层及顶底板分布特征包括不同含水层与煤层气储层的距离，含水层的补给、泾流与排泄特征及其与煤层气储层之间的导通关系。

5.根据权利要求1所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述步骤s2的具体过程为：基于三维地震资料及地表地质调查，研究煤层气储层所处区域的断层、褶曲和陷落柱等地质构造分布特征，查明不同类型的构造空间分布规律及其对煤层气保存与逸散的影响；查明研究区内的地应力分布特征，获得垂直主应力与水平主应力的分布特征及变化规律，分析地应力对煤层气井网布置的影响。

6.根据权利要求1所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述步骤s3的具体过程为：利用地质钻孔测井资料分析煤层气储层地层的岩性特征，获得煤层气储层的沉积环境，包括陆相沉积和海相沉积，分析地层破碎特征，煤层气储层结构及顶底板岩石结构的划分，煤体结构划分成原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤，岩石结构分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，利用地质钻孔取芯资料分析煤层气储层及其顶底板的破碎特征，并划分煤层气储层结构及顶底板岩石的完整性，评估煤系地层的结构特征。

7.根据权利要求1所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述步骤s4的具体过程为：利用地质钻孔取芯，室内测试煤层气储层及顶底板样品的力学参数，对煤层气储层的脆性度特征进行定量分析，包括煤层气储层及其顶底板的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比，计算煤层气储层和顶底板的脆性指数，其中脆性指数的计算公式为：

8.根据权利要求1所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述步骤s5的具体过程为：对地质钻孔储层试样开展模拟地层原岩应力条件下的室内超临界co2压裂，并对压裂效果进行定量测试分析，根据相同体积应力条件下的超临界co2压裂后的渗透率≥20倍压裂前渗透率的，判断是否具备可压裂性。

9.根据权利要求1所述的一种深部煤层气储层超临界co2可压裂性评价方法，其特征在于：所述步骤s6的具体过程为：结合步骤s1-s5进行综合因素分析，明晰不同地质因素及力学因素对超临界co2可压裂性的影响及权值，综合评判深部煤层气储层超临界co2可压裂性。

技术总结本发明公开了一种深部煤层气储层超临界CO<subgt;2</subgt;可压裂性评价方法，包含有以下步骤：S1煤层气储层地质赋存环境评估；S2煤层气储层构造地质环境分析；S3地质钻孔测井及岩性分析；S4煤层气储层及其顶底板力学特性分析；S5煤层气储层超临界CO<subgt;2</subgt;压裂特性及效果实验分析；S6综合分析评价煤层气储层可压裂性，本发明涉及非常规天然气资源煤层气开发利用技术领域。该深部煤层气储层超临界CO<subgt;2</subgt;可压裂性评价方法，依据煤层气储层赋存地质环境及力学特征，构建煤层气储层是否具备可压裂性评价方法，实现对煤层气储层的超临界CO<subgt;2</subgt;可压裂性定量评价，对于煤层气储层压裂增渗区域选择和降低钻井压裂风险具有重要意义。技术研发人员：武鹏飞,阎纪伟,宋晓夏,杨秀红,梁卫国,陈跃都,贺伟,雒小飞受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15