煤层气井生产曲线的拟合和产量预测

本文根据煤层气井的储层参数和水文地质数据，通过计算排采在煤层中形成的压力降，再结合兰氏方程、临界解吸压力等参数，进一步计算出煤层气井的产水量和产气量，并与实际的生产曲线相比较，进行拟合校正，建立合理的预测模型，用于煤层气井未来的产水量和产气量的预测。该方法回避了以往数值模拟的解吸、扩散、气水两相流运移的复杂计算。     

基于集对分析原理的煤层气井产气量拟合度计算

为了能够定量计算煤层气井产气量历史拟合结果的拟合度,以集对分析原理为理论基础,建立了计算煤层气井历史拟合曲线与实际生产曲线拟合程度的数学模型,以沁水盆地的2口煤层气井为研究对象,对其产气量历史拟合曲线拟合度进行计算,判断拟合曲线的效果。计算结果表明,建立的数学模型可以方便的计算出拟合曲线的拟合度,较准确的选择出拟合效果最好的曲线:1号井的拟合效果较好,其拟合度为拟合度为84.3%,拟合的参数可以作为以后勘探开发参数使用;2号井的拟合效果稍差,其拟合度为71.2%,拟合参数是否可用,需要考虑实际评价标准。     

煤层气井产气阶段临界排采参数分析

依据煤层气排采实际,基于煤岩破坏出煤粉机理,建立了煤层气井产气通道较近井地带、近井和远井地带破坏出煤粉模型。分析得出较近井地带主要是降压程度大引起的压实破坏,而近井和远井地带主要是流体拖拽引起的拉伸破坏,由此给出了产气通道破坏出煤粉的临界排采参数。结合井筒压力分布模型,建立了煤层气单井多层合采的井底压力和产水量模型,分析了单井多层合采井底压力和排水量,优选多层合采时排采参数。     

基于随机森林的回采工作面瓦斯涌出量预测模型

正确预测回采工作面瓦斯涌出量,对于煤炭企业安全生产具有重要意义。通过引入数据挖掘中的随机森林算法,构建了回采工作面瓦斯涌出量预测模型,研究表明该模型具有较好的预测效果。     

南燕竹区煤层气井产气漏斗特征及其排采管控意义

通过对南燕竹区20口煤层气井的产气漏斗模型进行计算发现,其产气漏斗半径为1.1～72.7 m,平均31.9 m。根据其形态特征可将单井漏斗分为A、B、C、D共4种类型,其中A类井底压力较高,产气漏斗范围小;B类井底压力较低,产气漏斗范围小;C类井底压力较高,产气漏斗范围大;D类井底压力较低,产气漏斗范围大。4种压降漏斗类型分别代表了4种排采的不同状态,也代表了不同的产气趋势。为了获得理想的产气量,针对不同压降漏斗状态,应配置不同排采管控措施。对于新投产井,则应以C型漏斗状态为目标,对产气漏斗进行规划,以此为依据采取合理的排采制度,引导压降漏斗持续扩展。     

柳林区块煤层气井生产动态及其影响因素分析

针对柳林区块煤层气井生产动态影响因素复杂,无法制订合理的增产措施等问题,分析了区内50余口井排采动态规律,探讨了不同类型井产出动态的影响因素。结果表明:区内气井以中低产井为主,初期见气快,后期产气量下降严重。水平井相比于垂直井、丛式井,产气量相对稳定高产。煤层厚度、水文条件是分别影响山西组、太原组煤层产能的主要地质参数,结合工程因素分析认为,区内煤储层敏感性较强,压裂规模以及储层损害是造成区内垂直井低产的主要原因。同时,提出相应的增产参数指标:加砂量大于35 m3,施工液量大于400 m3;排采初期控制液面下降速度为2~10 m/d,产气后套压为0.1~0.3 MPa,减少关井次数,停排采时间小于20 d。     

煤层水力裂缝参数对煤层气井产气量的影响

基于水力压裂增产机理,构建了水力压裂后煤层气井产气量计算模型,编制程序模拟了裂缝参数对煤层气井产气量的影响。结果表明:水力压裂后煤层气日产气量曲线在形态上表现出低-高-低-高-低的特征;随着裂缝长度的增加,日产气量和累计产气量明显增加;当水力裂缝的导流能力小于临界导流能力时,产气量随导流能力的增大而增加,大于临界导流能力时,产气量将保持为临界导流能力时的产气量;增加裂缝的长度比增加裂缝的导流能力更有利于产气量的增加。     

基于人工神经网络的煤层气井产能预测研究

基于时间序列预测思想构建了适合于煤层气井产能预测的BP神经网络模型.以潘庄CM1井为预测实例,结果表明:该模型能够较为准确地预测出煤层气井未来30天的产能变化,其产气量和产水量预测平均相对误差分别为1.35％和3.88％,从而可为煤层气并排采制度的调整提供依据.     

成庄井田西部15号煤储层物性对煤层气井产气量影响研究

基于成庄井田西部15号煤储层物性资料和煤层气生产资料,开展了煤储层物性对煤层气井产气量影响研究。结果表明:煤储层物性对煤层气产出特征和煤层气井产气量具有重要影响,不同的煤储层物性参数对煤层气井产气量的影响和作用机理各异。煤层厚度越大、煤层气含量越高,煤层气资源量、资源丰度及含气饱和度越高,有利于煤层气井高产和提高累计产气量;煤储层压力、煤层渗透率越高,越有利于驱动煤层气渗流高效产出、煤层气井高产和提高采收率;煤的高变质,提高了煤的孔渗性、吸附性和煤层气储集性能,有利于煤层气井高产稳产。但延迟了煤层气井产气高峰期时间,对缩短煤层气开发周期亦不利。     

新疆阜康市白杨河矿区煤层气井产气预测研究

为查明新疆阜康市白杨河矿区煤层气井产气能力及其分布,基于现场现有大量生产数据,采用翁氏模型、月产/累产比模型、灰色系统模型、时间序列模型、典型曲线模型进行产气预测,并对比各模型产气预测效果,查明研究区各煤层气井产能情况。结果表明：翁氏模型与时间序列模型预测结果与实际生产情况更为吻合,适用性更强;从开采10 a后的产气预测结果看,白杨河矿区各井累计产气量平均在513万m³左右,呈现出西部较高、东部次之、中部较差的分布规律。本次研究可为研究区经济评价、生产管理等工作提供支撑。     

基于改进随机森林算法的地质构造识别模型

地震属性常常用来进行构造解释以及预测。为克服单一地震属性预测带来的多解性和不确定性的问题，采用地震多属性融合技术对地质构造进行解释以及预测。基于经典的机器学习随机森林算法模型，提出了一种改进的随机森林算法对多种地震属性进行融合分类，将地震多属性融合技术与改进的随机森林算法结合，建立了基于改进随机森林算法的地质构造识别模型。以山西新元煤炭责任有限公司二条带二采区作为研究区域，基于三维地震勘探成果提取到的12种地震属性，通过对12种属性进行属性相关性分析以及特征重要性分析，依据结果保留了全部12种属性进行后续的属性融合。利用揭露验证后的地质构造-断层和陷落柱作为样本标签，提出一种改进网格搜索的优化算法，将分类器数目与单棵决策树的最大特征数组成参数对进行网格搜索，基于Python语言平台建立算法模型，实验结果表明改进后的算法模型预测准确率达到97%，经过后续的模型验证，证明了相比于逻辑回归、梯度提升与决策树等几种算法，改进后的随机森林算法能够更加有效地识别地质构造中的断层与陷落柱等异常体，且识别准确率更高，算法适用性更加广泛。     

基于随机森林算法的煤层气产能模式识别模型北大核心

为探究煤层气井的排采产能特征,合理分配开发顺序,根据沁水盆地柿庄南地区煤层气生产井实际生产资料分析,提取出排采曲线4类特征值:平均日产气量、峰值日产气量、见气到峰值的时间以及生产时间;结合排采曲线形态和4个特征值建立了3种产能模式,分析了3种产能模式的生产特征;利用随机森林算法建立3种产能模式与对应3号煤层的地球物理测井资料之间的非线性关系,通过网格搜索结合交叉验证的方式确定了随机森林模型超参数,建立了以测井曲线为特征向量的产能模式分类预测模型。将预测类别与实际类别对比分析,预测正确率达到91.7%,说明基于随机森林算法的煤层气产能模式识别具有较高的预测精度。     

基于改进随机森林算法的岩石爆破块度预测

为提高岩石爆破块度预测效果,利用多个矿山的岩石爆破统计数据,通过影响爆破岩石块度因素的重要度计算和皮尔逊相关系数判定筛选出炸药单耗、岩石块度尺寸、岩石弹性模量以及炮孔堵塞长度与炮孔排距比(T/B)等6个特征变量作为输入参数,建立一种基于改进随机森林回归算法的爆破块度预测模型。该模型预测的爆破块度逼近真实值,预测结果的可决系数(R²)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)分别为0.9881, 0.0430和0.1445,相较于线性回归预测模型和BP神经网络预测模型而言,其预测效果更优,因此该模型在实际应用中更具适用性,能够为爆破参数设计和优化提供参考。     

煤层气井产气通道内煤粉运动特征分析

基于脱落煤粉滚动启动条件和运移,建立了煤粉脱落、运移和堵塞的孔隙度和渗透率模型;分析了煤粉排出量对煤层孔隙度和渗透率的影响。依据该渗透率模型,研究煤粉适度排出理论,建立煤粉适度排出模型和携煤粉地层液速度窗口模型,使脱落的煤粉适度排出,疏通渗流通道,增加渗透率提高单井产气量。结果表明：煤粉的脱落增加了煤层的孔隙度和渗透率,而煤粉的沉积堵塞减少了煤层的孔隙度和渗透率;渗透率随煤粉的排出量的增加呈二次关系增大,煤层排出脱落煤粉可在一定程度上改善储层物性,提高煤储层的孔隙度和渗透率;采取压裂增产的煤层气井支撑剂粒径为20/40目正排列时,通过的最大煤粉粒径为0.16 mm,排液量大于13.53 m 3/d有利于粒径小于0.1 mm脱落的煤粉排出,最大限度地提高煤层渗透率,增加煤层气单井产气量。     

垂直压裂井和水平井产气量的计算方法

本文介绍了垂直压裂井和水平井产气量的一种计算方法，通过建立垂直井眼和水平井眼的水力模型，推导出产气量及其它参量的计算公式，引用具体的地层参数、流体特性和煤层中煤的吸附特性数据，进行定量计算。     

基于随机动态模型的矿井瓦斯涌出量预测研究

为了对矿井瓦斯涌出量进行预测,基于灰色系统和时间序列分析的基本理论,建立了矿井瓦斯涌出量预测的随机动态模型,并将该模型应用到某矿瓦斯涌出量预测分析中.实例应用表明,随机动态模型在矿井瓦斯涌出量预测方面是有效的,预测结果正确可靠,反映出了矿井瓦斯涌出量的发展态势.     

煤层气井固井技术的探讨

文中根据煤层气井的特点,介绍了一般油气井固井与煤层气井固井的区别,总结了国内目前煤层气井固井技术现状及存在的问题,提出了几个在以后煤层气井固井中应研究解决的问题。     

考虑应力敏感性的煤层气井产能模型及应用分析

煤储层应力敏感性是影响煤层气井产能的地质因素,在煤层气井排采过程中如何降低或避免煤储层应力敏感性对煤层气井产量的影响是值得考虑的问题。在对煤储层应力敏感性分析的基础上,推导了考虑应力敏感性的煤层气气井产能模型,提出了用产量降低幅度值(β)描述应力敏感性对煤层气井产量的影响程度,揭示了有效应力对煤储层渗透性和煤层气井产能的影响规律。研究结果表明:煤储层渗透率随有效应力的增加按负指数函数规律降低,在煤层气开发中煤储层表现出明显的应力敏感性。考虑煤储层应力敏感性后,煤层气井的产量低于不考虑应力敏感性的气井产量;随生产压差的增大,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,且煤层气井产量下降幅度β值增大;煤层气井的产量降低幅度β值随应力敏感系数的增大整体呈增高趋势。随着生产压差的增加,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,说明放大生产压差并不能获得最大产量,煤层气开发需要制定合理的生产压差和严格控制排采强度。     

煤层气井关井井底压力恢复模型

为了准确拟合煤层气井关井井底压力变化,基于煤层流体渗流规律和流体稳定流动能量方程,依据煤层气井情况分阶段建立了井底压力恢复模型。依据韩城WL1井地层参数,得到了关井时井底压力动态变化规律。结果表明:井底压力恢复双对数曲线中气水两相流阶段和单相水流动阶段斜率不同,分别为0.3919和0.0682,其后期曲线趋于水平,类似于压裂井二开二关压力恢复试井双对数曲线。随着井底压力的恢复,储层渗透率和解吸半径逐渐减少。当井底压力由1.1MPa恢复到2.36MPa时,解吸半径由11.97m减少到4.46m,产气量由3200m3/d减少到444.25m3/d。