[發明專利]一種頁巖氣井產能快速評價方法

有效

• 申請號: 202110324349.0
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113034003B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 劉蜀東;李曉平;譚曉華;李溢龍;毛正林;孟展;吳鋒
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/28;E21B49/00;E21B43/26;G06F113/08;G06F119/14
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本發明涉及一種頁巖氣井產能快速評價方法，屬于頁巖氣藏產能評價領域；它解決現今采用產能試井計算氣井無阻流量費時費力，而通過產能模型進行產能評價的方法考慮因素較少、計算精度較低等問題，其技術方案是：基于雙重介質儲層模型和微納米尺度氣體滑移理論，建立了考慮束縛水和應力敏感效應影響下的耦合基質?天然裂縫的頁巖氣藏儲層滲流能力表征模型。其次是將根據多級壓裂水平井滲流特征，將雙重基質耦合滲透率帶入到壓裂水平井產能模型中，建立得到了頁巖氣藏多級壓裂水平井產能模型。最后對某氣井進行生產動態預測，驗證模型準確。本發明利用頁巖氣藏產能模型進行產能評價，評價過程簡單、快捷；考慮因素較多，計算精度較高；可推廣性強。

技術領域

本發明涉及一種頁巖氣井產能快速評價方法，屬于頁巖氣藏產能評價領域。

背景技術

我國頁巖氣資源豐富，頁巖氣資源地質儲量達到31.6×10¹²m³，自2010年開采出第一方頁巖氣以來，我國在頁巖氣勘探開發方面取得長足進步，目前已經在四川盆地及周圍實現了海相頁巖氣商業化開采。近年來頁巖氣產量快速轉增加，到2019年全國頁巖氣產量超過143.6×10⁸m³，約占全國總產量的8.72％。頁巖氣在非常規天然氣資源中占比較大，隨著勘探開發技術的進步，頁巖氣有望成為常規能源的重要戰略接替資源。但由于頁巖極其致密，儲層滲透率極低，導致氣井穩產能力差，產量遞減較小，因此合理評價頁巖氣井產能對提高頁巖氣開發經濟效益具有重要的意義。

頁巖氣主要賦存于基質納米孔隙和天然裂縫內。頁巖氣藏多采用水平井+水力壓裂“模式進行開發，氣體從儲層到井筒的流動過程中涉及到跨尺度流動問題。在開采過程中，氣體由基質擴散到天然裂縫中，并由天然裂縫匯聚到人工裂縫，最終流入井筒。氣體流動跨越納米級的基質孔隙，微米級的天然裂縫和米級的人工裂縫，氣體流動狀態復雜多變，傳統的達西定律不再適用，需要建立耦合多尺度流動規律的流動方程。

總體而言，目前進行產能評價主要是采用產能試井計算氣井無阻流量，而通過產能模型進行產能評價的方法考慮因素較少、計算精度較低，需要更為精確、更為省時的產能評價方法。

發明內容

本發明目的是：為了解決現今采用產能試井計算氣井無阻流量費時費力，而通過產能模型進行產能評價的方法考慮因素較少、計算精度較低等問題，本發明根據多級壓裂水平井滲流特征，將雙重基質耦合滲透率代入到壓裂水平井產能模型中，建立得到了頁巖氣藏多級壓裂水平井產能評價方法，計算便捷、精確度較高，可推廣性強。

為實現上述目的，本發明提供了一種頁巖氣井產能快速評價方法，該方法包括下列步驟：

S100、設定頁巖儲層內儲集空間和滲流空間由基質孔隙和天然裂縫組成，采用一系列平行、等徑、彎曲的毛細管束代替基質中的納米孔隙；采用矩形平板縫代替天然裂縫，裂縫與毛細管束平行；基質的孔隙度大于裂縫的孔隙度；

S200、分別建立頁巖基質孔隙滲流模型和天然裂縫滲流模型，耦合頁巖基質表觀滲透率和裂縫表觀滲透率，得到雙重介質表觀滲透率，具體步驟為：

S201、建立頁巖基質孔隙滲流模型，得到頁巖基質表觀滲透率，首先結合N-S方程，得到單個毛細管內徑向速度剖面表達式如下：

式中，u(r)為單個毛細管內徑向速度剖面，單位為m/s；r_eff為納米孔隙的有效流動半徑，單位為m；r為頁巖基質孔隙的徑向長度，單位為m；μ_g為氣體粘度，單位為mPa·s；Kn為納米孔隙的氣體克努森數，為無量綱量；dp/dx為納米孔隙流動方向壓力梯度，單位為Pa/m；

對式1沿著毛細管的管徑方向積分得到管內自由氣體傳輸流量：

式中，q_b為管內氣體傳輸流量，單位為m³/s；