[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

本發明公開了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，包括：構建有機質與無機質共生且與裂縫共同構成雙孔雙滲孔隙特征的物理模型、頁巖氣藏單相氣體流動雙孔雙滲非穩態模型和擬穩態模型對頁巖氣藏雙孔雙滲多級壓裂水平井單相氣體滲流模型進行求解，結合源函數法、Laplace變換、半解析法對水力裂縫離散求解得到井底壓力表達式；繪制雙孔雙滲模型壓力動態特征曲線與產量遞減曲線；實測試井數據的擬合方法，編寫解釋程序；研究有機質和黏土礦物含量的影響和竄流方式的影響。本方案引入有機質和黏土礦物所占比例以及各自吸附解吸常數對雙重介質模型進行修正，建立有機質與黏土礦物占比不同的頁巖氣藏單相氣體流動雙孔雙滲模型。

技術領域

本發明涉及頁巖氣開發領域，尤其涉及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。

背景技術

頁巖氣在我國非常規油氣資源中占據重要領域，是國家能源發展戰略的重要支撐。據悉，我國擁有巨大的頁巖氣可采資源儲量，隨著關鍵技術和核心裝備的發展，我國現已具備了大規模開發頁巖氣的條件，成為全球頁巖氣生產大國。擁有巨大的資源基礎決定了我國頁巖氣前景可期，但復雜的地質條件、資源稟賦和突出的技術瓶頸，使得我國頁巖氣開發充滿挑戰。

頁巖氣在儲層中的產出大致分為以下幾個過程：隨著開采的進行，井筒與地層之間產生壓力差，人工壓裂縫和天然裂縫系統的游離氣首先被采出，當開采進一步進行，裂縫系統和基質系統之間的壓力差進一步擴大，隨即基質系統中的游離氣會流向天然裂縫系統，同時基質內的吸附氣開始解吸向裂縫系統運移。頁巖氣在儲層中表現為多尺度流動。目前，頁巖氣藏單相氣體滲流理論及動態分析發展較為成熟，但欠缺對基質中有機質和無機質物理性質、吸附解吸能力差異性的考慮。在頁巖儲層中有機質通常以集合體形式與黏土礦物共生，有機質內發育大量吸附特性的納米級孔隙。傳統的頁巖氣藏單相氣體流動雙孔雙滲滲流模型存在的問題有：

(1)滲流微分方程中未考慮基質中的有機質與無機質的占比；

(2)模型中未能體現出有機質與與無機質的吸附解吸能力的差異性。

(3)不能分析有機質和黏土礦物占比含量對生產動態的影響。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于有機質與黏土礦物占比不同的頁巖氣藏單相氣體流動雙孔雙滲試井解釋模型及方法，考慮基質系統中有機質和黏土礦物占比及吸附解吸能力不同，引入有機質和黏土礦物所占比例以及各自吸附解吸常數對經典雙重介質模型進行了修正，從而建立了夠體現有機質和黏土礦物不同吸附解吸能力的頁巖氣藏單相氣體流動雙孔雙滲模型，對模型進行求解并繪制了典型試井曲線，最后進行了參數敏感性分析。。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

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，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；