[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

本發明公開了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，涉及石油天然氣勘探開發領域，分別建立了基質系統滲流差分方程、天然裂縫系統滲流差分方程、水壓主裂縫滲流差分方程，對于人工裂縫、天然裂縫與基質所形成的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，采用追趕法即可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，本方法在一定程度上克服了建立滲流模型考慮因素不全面所帶來的結果不準確性，為礦場上的頁巖氣井壓裂后產能評價、壓裂工藝改進、單井生產歷史擬合等提供更可靠的技術保障。

技術領域

本發明涉及石油天然氣勘探開發領域，確切地說涉及一種基于隱式有限差分法的頁巖氣藏壓裂水平井二維三重介質數值模型建立方法。

背景技術

目前，國內外對頁巖氣等非常規能源氣開發的研究已進入快速發展階段。一些專家學者在頁巖氣的成藏機理、資源量評估及增產工藝等方面開展了大量研究，部分文獻還對頁巖氣的滲流和產能遞減規律研究進行了報道。然而，由于頁巖氣儲層條件較為復雜，大多數研究成果給出的僅是頁巖氣滲流規律及其影響因素，并沒有提出具體的滲流模型，盡管也有部分文獻提出了具體的滲流方程，但考慮的因素不夠全面，如：

①建立頁巖氣基巖流動方程是否考慮基質內黏性流，Knudsen擴散，滑脫流，氣體吸附解吸等微觀流動特征；

②頁巖氣儲層壓裂后形成了由基質流向天然裂縫，天然裂縫流向壓裂縫的多尺度流動空間，天然裂縫是主要的滲流通道，建立天然裂縫滲流數學模型是否考慮了天然裂縫中氣體黏性流機制。

③人工主裂縫滲流數學模型是否考慮對達西定律進行校正，引入非達西流動修正系數，采用二次方程來描述高速非達西流動。

④在模型的求解方法上是否考慮天然裂縫系統與人工主裂縫之間流量的連續性、壓力的平衡以及計算的方便；是否能比較真實表征出頁巖氣藏體積壓裂水平井的產量受體積壓裂控制區域的影響。

發明內容

本發明旨在針對上述現有技術所存在的缺陷和不足，提供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，本方法在一定程度上克服了建立滲流模型考慮因素不全面所帶來的結果不準確性，為礦場上的頁巖氣井壓裂后產能評價、壓裂工藝改進、單井生產歷史擬合等提供更可靠的技術保障。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

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＝△yh,A_y＝△xh,V_b＝△x△yh

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；

△x,△y—裂縫所在網格尺寸，m；

K_app—表觀滲透率，mD；