[發明專利]頁巖氣藏壓裂水平井二維三重介質數值模型建立方法

有效

• 申請號: 201811033231.7
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109408859B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 王勇;鐘思存;王欣;張錦良;李宜真;周一博;黎菁;蔡默侖;陳雪
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

1.一種頁巖氣藏壓裂水平井二維三重介質數值模型建立方法，其特征在于步驟如下：

a、將吸附解吸項代入基質微分方程求導，引入總壓縮系數、基質和天然裂縫竄流項，采用五點有限差分近似得到基質系統滲流差分方程：

其中：

A_x＝Δyh,A_y＝Δxh,V_b＝ΔxΔyh

式中：

A_x,A_y—分別表示x,y方向網格截面積，m²；

Δt—時間步長，d；

V_b—網格塊體積，m³；

Δx,Δy—裂縫所在網格尺寸，m；

K_app—表觀滲透率，mD；

ρ_g—氣體密度，Kg/m³；

μ_g—氣體黏度，mPa·s；

σ—表示形狀因子，m^-2；

C_mt—基質系統綜合壓縮系數；

P_m—基質所在網格的基質塊壓力，MPa；

h—氣藏厚度，m；

b、天然裂縫性頁巖儲層簡化為雙重連續介質模型，基質和天然裂縫是兩個平行的水動力學場，按照連續介質理論，得到天然裂縫系統二維形式的連續性方程，再采用五點有限差分近似得到天然裂縫系統滲流差分方程：

其中：

式中：

φ_f—天然裂縫孔隙度，無因次；

K_f—裂縫滲透率，mD；

C_ft—天然裂縫系統綜合壓縮系數；

A_x,A_y—分別表示x,y方向網格截面積，m²；

Δt—時間步長，d；

V_b—網格塊體積，m³；

Δx,Δy,Δz—裂縫所在網格尺寸，m；

K_app—表觀滲透率，mD；

ρ_g—氣體密度，Kg/m³；

μ_g—氣體黏度，mPa·s；

σ—表示形狀因子，m^-2；

P_m—基質所在網格的基質塊壓力，MPa；

c、頁巖體積壓裂改造區是由主裂縫和次生裂縫網絡構成，不考慮主裂縫寬度方向的流動，主裂縫中流體呈現平面一維流動，得到人工主裂縫一維形式的連續性方程，再采用三點有限差分近似得到水壓主裂縫滲流差分方程：

其中

A_Fz＝W_FΔy,V_Fb＝W_FΔyh

式中：

C_Ft—人工裂縫系統綜合壓縮系數，MPa^-1；

W_F—裂縫寬度，m；

φ_F—人工裂縫孔隙度，無因次；

q_well—人工裂縫與井筒竄流量，kg/(dm³)；

K_f—裂縫滲透率，mD；

C_ft—天然裂縫系統綜合壓縮系數；

A_x,A_y—分別表示x,y方向網格截面積，m²；

Δt—時間步長，d；

V_b—網格塊體積，m³；

Δx,Δy,Δz—裂縫所在網格尺寸，m；

ρ_g—氣體密度，Kg/m³；

μ_g—氣體黏度，mPa·s；

h—氣藏厚度，m；

A_Fz—表示人工裂縫在z方向網格截面積，m²；

V_Fb—人工裂縫網格體積，m³；

d、將a、b、c三個步驟中的三個方程聯合求解；對于三對角和五對角差分方程，采用逐次超松弛迭代方法，轉變成為三對角差分方程，采用追趕法求得人工裂縫與天然裂縫壓力分布，隨后求出基質壓力分布，進行生產動態預測。