[發明專利]一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法及系統

在審

• 申請號: 202210101255.1
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114462278A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 黃靜;米中榮;趙星;袁浩;曹獻平;成一;崔小江;陳哲;鄧琪;張博寧
• 申請（專利權）人: 成都北方石油勘探開發技術有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06F119/14;G06F113/08;G06F111/10
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 何筱茂

1.一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立頁巖氣儲層多尺度孔隙滲流表觀滲透率模型，用于表征頁巖氣在儲層中的流動方式；

建立頁巖氣儲層裂縫與基質流動耦合模型，用于表征在不同的非相鄰連接形式下，基質單元-裂縫單元和裂縫單元-裂縫單元之間的頁巖氣流量；

根據所述頁巖氣儲層多尺度孔隙滲流表觀滲透率模型和所述頁巖氣儲層裂縫與基質流動耦合模型，建立頁巖氣儲層多尺度流-固耦合水平井滲流模型，用于表征頁巖氣在基質孔隙和裂縫系統中的物質平衡傳輸行為，以及局部應力場的改變；

初始化模型參數，利用所述模型參數和所述頁巖氣儲層多尺度流-固耦合水平井滲流模型進行數值處理，得到頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析結果。

2.根據權利要求1所述的一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法，其特征在于，所述頁巖氣儲層多尺度孔隙滲流表觀滲透率模型包括：

基質表觀滲透率模型，用于表征自由氣與吸附氣在基質孔隙中存在的滑脫流流動行為、Knudsen擴散流動行為和表面擴散流動行為；

裂縫滲透率模型，用于表征自由氣在裂縫系統中黏性流的運移方式。

3.根據權利要求1所述的一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法，其特征在于，所述非相鄰連接形式包括：裂縫單元刺穿基質單元并與基質單元相連、同一條裂縫中相鄰裂縫單元之間相連和相交裂縫單元之間相連。

4.根據權利要求2所述的一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法，其特征在于，所述建立頁巖氣儲層多尺度流-固耦合水平井滲流模型的方法為：

建立基于彈性力學的固體形變控制方程；

根據所述基質表觀滲透率模型建立基質孔隙的連續性方程；

建立井指數模型，根據所述井指數模型建立裂縫系統的連續性方程。

5.根據權利要求4所述的一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法，其特征在于，所述數值處理的方法包括以下步驟：

S1：劃分流動單元，所述基質單元用二維笛卡爾網格單元表示，所述裂縫單元為一維單元；

S2：賦值物性參數；根據所述物性參數獲取每一個基質單元的壓力場，得到基質孔隙的壓力場；根據所述物性參數獲取每一個裂縫單元的壓力場，得到裂縫系統的壓力場；

S3：利用基質孔隙的壓力場和裂縫系統的壓力場求解所述固體形變控制方程；

S4：根據固體形變控制方程的求解結果，采用松弛迭代方法獲取所有基質單元的體積應變和當前時步的平均有效應力；

S5：利用所述平均有效應力更新物性參數，返回S2；

S6：迭代執行S2至S5，直到迭代時間結束，得到頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析結果。

6.根據權利要求4所述的一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析方法，其特征在于，進行數值處理之前，采用全隱式有限體積方法對所述固體形變控制方程、所述基質孔隙的連續性方程和所述裂縫系統的連續性方程進行數值離散，得到固體形變控制方程的數值方程、基質孔隙的連續性方程的數值方程和裂縫系統的連續性方程的數值方程。

7.一種頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析系統，其特征在于，包括：

滲透率模型建立模塊，用于建立頁巖氣儲層多尺度孔隙滲流表觀滲透率模型；

耦合模型建立模塊，用于建立頁巖氣儲層裂縫-基質和裂縫-裂縫流動耦合模型；

滲流模型建立模塊，用于根據所述頁巖氣儲層多尺度孔隙滲流表觀滲透率模型和所述頁巖氣儲層流動耦合模型，建立頁巖氣儲層多尺度流-固耦合水平井滲流模型；

模型參數模塊，用于存儲物性參數，為各個模型進行參數賦值；

數值處理模塊，用于利用所述模型參數和所述頁巖氣儲層多尺度流-固耦合水平井滲流模型進行數值處理，得到頁巖氣儲層重復壓裂前生產誘導應力分析結果。