[發(fā)明專利]頁巖氣井全生產(chǎn)周期生產(chǎn)制度與排采工藝智能優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110233876.0
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112593901B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚曉華;鄧永建;李曉平;孟展;毛正林;彭港珍;李勁涵;楊雅凌
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/12;E21B43/16;G06Q10/04;G06Q50/02
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1.頁巖氣井全生產(chǎn)周期生產(chǎn)制度與排采工藝智能優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

S100：準(zhǔn)備頁巖氣井的儲層靜態(tài)參數(shù)、流體特征參數(shù)和生產(chǎn)特征參數(shù)，儲層靜態(tài)參數(shù)包括孔隙度、滲透率、巖石密度、巖石壓縮系數(shù)、原始地層壓力、原始地層溫度、原始含氣飽和度、地質(zhì)儲量，流體特征參數(shù)包括頁巖氣的黏度、頁巖氣的密度、頁巖氣的體積系數(shù)、水的黏度、水的密度、水的體積系數(shù)，生產(chǎn)特征參數(shù)包括注入液量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、井底流壓；

S200：以井底壓力系數(shù)和返排率為特征參數(shù)，將頁巖氣井全生產(chǎn)周期劃分為快速排液期、自噴生產(chǎn)期、人工介入期和無水生產(chǎn)期四個生產(chǎn)階段；其中快速排液期的特征參數(shù)范圍為1≤且0.3，自噴生產(chǎn)期的特征參數(shù)范圍為0.5≤1且0.3≤1，人工介入期的特征參數(shù)范圍為0.1≤0.5且0.3≤1，無水生產(chǎn)期的特征參數(shù)范圍為≥1；為井底壓力系數(shù)，單位為MPa/100m；為返排率，為無量綱量；

S300：根據(jù)公式計算，根據(jù)公式計算，根據(jù)和所在的范圍確定頁巖氣井目前的生產(chǎn)階段；其中為井底流壓，單位為MPa；為井深，單位為m；為累計產(chǎn)水量，單位為方；為注入液量，單位為方；

S400：根據(jù)頁巖氣井目前的生產(chǎn)階段對頁巖氣井進行生產(chǎn)制度的選擇：

S4001：若處于快速排液期則生成100個不同的定壓生產(chǎn)的生產(chǎn)制度；對生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測，得到生產(chǎn)制度預(yù)測的產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、井底流壓和累計生產(chǎn)時間，按累計生產(chǎn)時間最短的生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測后進行S300；其中為第i個定壓生產(chǎn)的生產(chǎn)制度，表示頁巖氣井按井底流壓為進行生產(chǎn)，每生產(chǎn)時間后井底流壓減少后繼續(xù)生產(chǎn)；為第i個生產(chǎn)制度的初始井底流壓，單位為MPa；為第i個生產(chǎn)制度的時間步長，單位為天；為第i個生產(chǎn)制度的井底流壓改變量，單位為MPa；其中對每個生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測的步驟為：

第一步：聯(lián)立頁巖氣物質(zhì)平衡方程和二項式產(chǎn)能方程，得到產(chǎn)氣量預(yù)測公式；其中，為地層壓力，單位為MPa；為地層壓力為時考慮頁巖氣吸附解析效應(yīng)的偏差系數(shù)，為無量綱量；為原始地層壓力，單位為MPa；為地層原始的偏差系數(shù)，為無量綱量；為地質(zhì)儲量，單位為萬方；為目前累計產(chǎn)量，單位為萬方；為井底流壓，單位為MPa；為產(chǎn)氣量，單位為萬方/天；為層流項系數(shù)，為無量綱量；為紊流項系數(shù)，為無量綱量；

第二步：將初始的井底流壓和目前累計產(chǎn)氣量代入產(chǎn)氣量預(yù)測公式計算產(chǎn)氣量；

第三步：根據(jù)公式計算出預(yù)測的產(chǎn)水量；其中為頁巖氣相對滲透率，為無量綱量；為水的相對滲透率，為無量綱量；為頁巖氣的體積系數(shù)，為無量綱量；為水的體積系數(shù)，為無量綱量；頁巖氣的黏度，單位為mPa·s；為水的黏度，單位為mPa·s；為產(chǎn)水量，單位為方/天；

第四步：根據(jù)公式計算預(yù)測的累計產(chǎn)氣量，將預(yù)測的累計產(chǎn)氣量代入第二步進行迭代，以一天為一個生產(chǎn)周期不斷迭代，直到完成一個時間步長或結(jié)束；其中為臨界攜液流量，單位為萬方/天；

第五步：將井底流壓減小后代入第二步繼續(xù)迭代，直到；其中為不同生產(chǎn)階段的特征參數(shù)下限，快速排液期的特征參數(shù)下限為1、自噴生產(chǎn)期的特征參數(shù)下限為0.5、人工介入期的特征參數(shù)下限為0.1，無水生產(chǎn)期的特征參數(shù)下限為0，單位為MPa/100m；

S4002：若處于自噴生產(chǎn)期則生成100個不同的定產(chǎn)生產(chǎn)的生產(chǎn)制度；對生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測，得到生產(chǎn)制度預(yù)測的產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、井底流壓和累計產(chǎn)氣量，按累計產(chǎn)氣量最大的生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測后進行S300；其中為第i個定產(chǎn)生產(chǎn)的生產(chǎn)制度，表示頁巖氣井按產(chǎn)氣量為進行生產(chǎn)，每生產(chǎn)時間后產(chǎn)氣量減少后繼續(xù)生產(chǎn)；為第i個生產(chǎn)制度初始的產(chǎn)氣量，單位為萬方/天；為第i個生產(chǎn)制度的產(chǎn)氣量減少量，單位為萬方/天；其中對每個生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測的步驟為：

第一步：聯(lián)立頁巖氣物質(zhì)平衡方程和二項式產(chǎn)能方程，得到井底流壓預(yù)測公式；

第二步：將初始的產(chǎn)氣量和目前的累計產(chǎn)氣量代入井底流壓預(yù)測公式計算井底流壓；

第三步：根據(jù)公式計算出預(yù)測的產(chǎn)水量；

第四步：根據(jù)公式計算預(yù)測的累計產(chǎn)氣量，將預(yù)測的累計產(chǎn)氣量代入第二步進行迭代，以一天為一個生產(chǎn)周期不斷迭代，在完成一個時間步長或后結(jié)束；

第五步：將產(chǎn)氣量減小后代入第二步繼續(xù)迭代，直到；

S4003：若處于人工介入期則根據(jù)S4001中所述步驟選擇出累計生產(chǎn)時間最長的生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測；根據(jù)4種排采工藝的工藝界限公式計算4種排采工藝每天所需的最低井底流壓，比較預(yù)測的井底流壓和，若≥則第i個排采工藝在第n天適用，若則第i個排采工藝在第n天不適用，選擇出經(jīng)濟效益最高的最優(yōu)排采工藝后進行S300；其中4種排采工藝依次為選擇管柱、泡排、柱塞氣舉和連續(xù)氣舉；為第i種工藝在預(yù)測第n天所需的最低井底流壓，單位為MPa；為預(yù)測第n天的井底流壓，單位為MPa；

S4004：若處于無水生產(chǎn)期則根據(jù)S4002中所述步驟選擇出累計產(chǎn)氣量最大的生產(chǎn)制度進行生產(chǎn)預(yù)測，直到產(chǎn)氣量小于0.5萬方/天后關(guān)井。