[發明專利]一種適用在低滲透致密氣藏中的多段壓裂水平井產能預測模型及產能敏感性分析的方法

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• 申請號: 202010021174.1
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111236908A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 樂平;周涌沂;賈冰懿;楊宏楠;謝志偉;王國壯;高青松;雷濤;任廣磊
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;G06F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于致密砂巖氣藏開發領域，公開了一種適用在低滲透致密氣藏中的多段壓裂水平井產能預測模型及產能敏感性分析的方法，在綜合考慮了多種因素，如高速非達西效應、應力敏感、滑脫效應、地層壓降、縫內線性流合縫內徑向流、井筒壓降等，提出了壓裂水平井的穩態滲流模型；定量分析了各種因素對產能計算結果的影響；通過實例驗證，對于致密氣藏中的多段壓裂水平井，該模型能夠準確預測產能；產能敏感性分析結果表明水平井長度、壓裂縫半長、壓裂縫數量及裂縫導流能力對產能的影響存在較為明顯的界限，從經濟開發角度考慮應該選擇一個合理值；本發明對于低滲透致密氣藏中多段壓裂水平井的產能預測及產能敏感性分析具有非常高的理論和應用價值。

技術領域

本發明屬于致密砂巖氣藏開發領域，特別涉及一種適用在低滲透致密氣藏中的多段壓裂水平井產能預測模型及產能敏感性分析的方法。

背景技術

隨著需求的增加以及常規油氣資源的不斷減少，國家對非常規油氣的重視與日俱增。致密砂巖儲層滲透率一般小于0.1×10^-3μm²，并且發育有天然裂縫。裂縫的存在一方面可以顯著提高低滲致密儲層的基質滲透率，為流體提供滲流通道，另一方面還會增強儲集層平面滲透率各向異性相差100倍。這類氣藏采用常規技術一般沒有經濟產量，需要利用壓裂水平井技術才能實現經濟開發。

裂縫性致密氣藏壓裂水平井滲流規律非常復雜，流動過程包括地層滲流，壓裂縫中的滲流，以及井筒中的管流。其流動規律受到儲層各向異性，裂縫分布，裂縫形態，裂縫表皮，支撐劑嵌入，非達西流動，井筒半徑，井筒摩擦系數等因素影響，因此要準確表述這一規律并不容易。

到目前為止，在壓裂水平井的產能方面已經有很多專家做了大量的理論和實驗研究。郎兆新等通過位勢理論和疊加原理研究了在壓裂縫存在的情況下水平井的產量確定方法。范子菲等利用復勢理論推導出箱型邊界單條壓裂縫產能公式，并通過算數加和的方式計算多條壓裂縫的產能。Romero等利用直接邊界元(direct boundary element method)的方法推導出考慮裂縫面表皮因子和阻塞表皮因子的壓裂井的產能計算模型。寧福正等在考慮了壓裂縫中的壓力損失和裂縫間的干擾情況下，對低滲透多段壓裂水平井產能進行了研究。之后，韓樹剛等在前人的基礎上又加入了水平井筒的壓降損失，推導出低滲氣藏壓裂縫滲流與井筒管流耦合模型。曾凡輝等同樣利用復位勢理論和疊加原理，得到了壓裂水平井非穩態滲流產能預測模型，并對影響壓裂水平井產能的幾個主要因素進行了分析。胡永全等利用坐標變換，勢疊加原理，考慮了復雜非平面裂縫形態和變化的裂縫寬度，采用半解析方法，推算出分段多簇壓裂復雜裂縫產量計算模型。

1、致密氣藏地質特征

致密氣是指滲透率小于0.1×10^-3μm²的砂巖地層天然氣。1973年，美國聯邦能源管理委員會(FERC)將地層條件下儲層平均滲透率小于0.1×10^-3μm²的氣藏定義為致密砂巖氣藏。與更廣為人知的美國頁巖氣革命一樣，致密氣正在改變著我國的天然氣生產格局，并將成為我國擴大“非常規”天然氣生產的主力。中國工程院預測，2020年我國致密氣產量將達到800億立方米，我國的目標是到2030年“非常規”天然氣產量增長近七倍。

我國致密砂巖氣藏主要分布在四川、鄂爾多斯和塔里木三大盆地，松遼盆地和渤海灣等盆地也有所發現。依據儲層產狀可以將其劃分為塊狀、層狀和透鏡狀等氣藏類型，不同類型氣藏地質與開發特征存在明顯差異。對于致密氣藏，目前的地震勘探技術還不能完全預測其儲層、裂縫展布特征和流體性質。對這類氣藏的地震資料、鉆井資料和測井資料的分析出現偏差，因而不能準確把握其地質特征，阻礙了致密油氣藏勘探開發進展。