[發明專利]一種頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測方法

有效

• 申請號: 201710866653.1
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107622328B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 胡永全;蒲謝洋;趙金洲;任嵐;傅成浩;劉映玥
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G06F17/50;E21B43/26
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明屬于頁巖氣開發技術領域，具體而言，涉及一種頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測方法。該方法包括以下步驟：建立物理模型；得到表觀滲透率計算式；根據氣體在地層中的滲流規律和壓力疊加原理，得到所有裂縫網格流量對氣藏中任意點產生的總壓降與裂縫網格流量關系式；根據氣體在裂縫中的流動關系以及裂縫與地層之間的邊界耦合關系，得到氣藏—裂縫耦合流動方程；采用矩陣分析方法和數值迭代算法得到該水平井產量。本發明提出的方法填補了考慮頁巖氣復雜多重運移機制下的分段多簇壓裂水平井產量預測模型的空白，本方法計算簡便、可操作性強、有效實用等特點，能為頁巖氣藏水平井分段多簇壓裂參數優化提供依據。

技術領域

本發明涉及一種頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測方法，屬于頁巖氣開發技術領域。

背景技術

頁巖氣在全球具有巨大的資源量和廣闊開采前景，水力壓裂技術是實現其商業開采的核心技術之一?，F有頁巖氣藏壓裂技術中，往往采用分段多簇壓裂技術對頁巖氣藏進行增產改造，以增加井筒與地層接觸面積，改善井筒周圍儲層滲流條件，增加泄氣面積。

由于頁巖氣藏具有納米孔隙—微裂縫—壓裂裂縫的多尺度儲滲空間，導致氣體在流動過程中產生相應的多重運移機制，存在滑脫、擴散和吸附解吸，這對準確預測頁巖氣分段多簇壓裂水平井產量構成了挑戰。目前現有各種頁巖氣壓裂水平井產量預測方法中，尚不能考慮頁巖氣復雜運移機制對壓裂水平井產量的影響，因此很難反映頁巖氣藏的實際滲流及生產特征，從而難以保證產量預測結果的可靠性。而且也缺乏針對頁巖氣水平井分段多簇壓裂后的產量預測方法。針對上述問題，本發明緊密結合頁巖氣藏復雜多重運移機制和水平井分段多簇壓裂裂縫特征，建立裂縫網格，推導頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測模型。本發明提出的產量預測方法能較好反映頁巖氣藏的實際滲流及生產特征，從而提高頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測準確性。

發明內容

本發明提供了一種頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測方法，本方法能更好地反映頁巖氣藏的實際滲流及生產特征，提高頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測準確性。

本發明的技術方案如下：

一種頁巖氣藏分段多簇壓裂水平井產量預測方法，其特征在于，本方法包括以下步驟：

S1：建立地層均質等厚、壓裂N段、初始氣藏壓力均勻分布的頁巖氣藏物理模型，包括頁巖納米孔隙物理模型、不同氣體運移機制的流動模型；

S2：根據頁巖氣多重運移機制、質量守恒定律和達西定律推導得到頁巖氣藏表觀滲透率；

S3：基于物理模型，根據氣體在地層中的滲流規律和壓力疊加原理，得到所有裂縫網格流量對氣藏中任意點產生的總壓降與裂縫網格流量關系式；

S4：基于物理模型，根據氣體在裂縫中的流動關系以及裂縫與地層之間的邊界耦合關系，得到氣藏—裂縫耦合流動方程；

S5：根據矩陣分析方法，將氣藏—裂縫耦合流動方程改寫為矩陣形式；

S6：采用高斯-賽德爾數值迭代算法計算S5得到的氣藏—裂縫耦合流動方程，得到該分段多簇壓裂水平井的產量。

進一步的，所述S1中地層均質等厚：地層俯視面為矩形，該矩形具有四條閉合且等壓的邊界，所述矩形的長為x_e，所述矩形的寬為y_e；所述壓裂N段，每段m簇裂縫，所有裂縫完全貫穿地層，每條裂縫離散為2n份，每翼n份；所述初始氣藏壓力均勻分布，水平井筒為無限導流，氣藏中為單相氣體流動，流體僅通過裂縫流入井筒。

進一步的，所述S2中頁巖氣藏表觀滲透率計算式為：