[發明專利]基于不同占比的頁巖氣藏單相氣體雙孔雙滲模型構建方法

有效

• 申請號: 202010973506.6
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN111980695B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉建儀;袁華;何汶亭;蔣櫓;劉治彬
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G06F30/20
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.基于不同占比的頁巖氣藏單相氣體雙孔雙滲模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，將基質中的有機質視為球形，并將基質與裂縫視為雙重介質，基于De Swaan球形模型，構建有機質與黏土礦物占比不同的物理模型，同時獲取頁巖氣藏單相氣體流動雙孔雙滲模型的基本假設條件；

S2，根據步驟S1中獲取的物理模型和雙孔雙滲模型基本假設條件，分別構建基質系統和裂縫系統的滲流方程，并分別對構建的基質系統滲流方程和裂縫系統滲流方程進行線性化處理，基于線性化處理結果構建雙孔雙滲非穩態模型；

S3，根據步驟S2中構建的基質系統和裂縫系統的滲流方程，將擬壓力參數分別輸入到兩個滲流方程中并分別對兩個滲流方程進行無因次處理，基于無因次處理結果構建雙孔雙滲擬穩態模型；

S4，獲取頁巖氣藏多級壓裂水平井的滲流基本假設條件，基于滲流基本假設條件和雙孔雙滲模型對頁巖氣藏多級壓裂水平井進行分析，并使用點源函數法、Laplace變換法和半解析法對雙孔雙滲模型求解，獲得無因次井底流壓在拉氏空間的解析表達式；

S5，根據無因次井底流壓在拉氏空間的解析表達式繪制頁巖氣藏雙孔雙滲模型的壓力動態特征曲線和產量遞減曲線；

S6，采通過優化算法，將步驟S5中的頁巖氣藏雙孔雙滲壓力動態特征曲線和產量遞減曲線相擬合對比，并將對比出的誤差作為目標函數；

S7，基于雙孔雙滲擬穩態模型，通過改變有機質和黏土礦物不同占比含量，分析不同占比含量對無因次壓力與壓力導數曲線的影響，同時分析雙孔雙滲模型不同竄流方式對無因次壓力與壓力導數曲線的影響。

2.根據權利要求1所述的基于不同占比的頁巖氣藏單相氣體雙孔雙滲模型構建方法，其特征在于，所述步驟S2中雙孔雙滲非穩態模型的構建過程具體包括以下子步驟：

S201，基于步驟S1中構建的物理模型和獲取的基本假設條件，構建球坐標下基質系統的滲流微分方程；

S202，將壓力場和濃度場耦合作用的氣體速度和擬壓力參數輸入到基質系統的微分方程中，并對微分方程進行線性化處理，獲得基質系統的有因次滲流方程；

S203，基于步驟S1中的物理模型和基本假設條件，構建球坐標下裂縫系統的滲流微分方程；

S204，將擬壓力參數輸入到裂縫系統的滲流微分方程中，并對該方程進行線性化處理，獲得裂縫系統的有因次滲流方程；

S205，根據內邊界條件和外邊界條件對基質系統的有因次滲流方程求解，獲得拉氏空間下基質系統的壓力表達式，并將基質系統的壓力表達式輸入到裂縫系統的有因次滲流方程中，進行Laplace變換后獲得有機質和無機質占比和吸附解吸能力不同的雙孔雙滲非穩態流動的綜合微分方程，完成雙孔雙滲非穩態模型的構建。

3.根據權利要求1所述的基于不同占比的頁巖氣藏單相氣體雙孔雙滲模型構建方法，其特征在于，所述步驟S4中雙孔雙滲模型的具體求解過程包括：

S401，采用點源函數法對模型求解，將三維無限大頁巖氣藏原點處點源瞬時排出體積dv的氣體量輸入到雙孔雙滲模型中，將雙孔雙滲模型輸出的結果經過Laplace變換獲得頂底封閉無限大頁巖氣藏連續點源解；

S402，使用半解析法獲取頁巖氣藏多級壓裂水平井的壓力響應，對多級壓裂水平井的每一條裂縫進行離散化處理，生成2n個離散單元；

S403，在裂縫離散中截取離散段(i,j)，在離散段(i,j)的基礎上對頂底封閉無限大頁巖氣藏連續點源解進行積分處理，獲得離散段(i,j)的壓力響應表達式；

S404，將無因次點源強度參數輸入到離散段(i,j)的壓力響應表達式中進無因次化處理，獲得水平井筒的壓力響應，并根據模型假設條件計算出每個離散單元的流量以及井底壓力值，獲得無因次井底流壓在拉氏空間的解析表達式。

4.根據權利要求1所述的基于不同占比的頁巖氣藏單相氣體雙孔雙滲模型構建方法，其特征在于，所述步驟S5中對頁巖氣藏雙孔雙滲模型的壓力動態特征曲線繪制過程包括：基于無因次井底流壓在拉氏空間的解析表達式，通過Stehfest數值反演得到無因次井底流壓在實空間的值，從而繪制出頁巖氣藏雙孔雙滲模型的壓力動態特征曲線。