[发明专利]一种计算页岩气藏复杂裂缝网络非稳态产量的方法

权利要求书

1.一种计算页岩气藏复杂裂缝网络非稳态产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、收集页岩气藏地层、页岩气的基本参数，建立页岩基质多孔介质毛细管渗透率模型；

S2、收集页岩气藏微地震裂缝成像数据，根据微地震裂缝成像数据，识别出裂缝条数、位置及形态特征；运用盒子法获取表征岩石复杂裂缝网络的分形维数；根据求取的分形维数，利用蒙特卡洛随机建模理论生成二维离散裂缝网络模型；通过立方定律计算复杂裂缝网络渗透率；

S3、假设储层等厚、圆形边界、半径为r_e，体积压裂区域改造充分、圆形边界、半径为r_f、与储层厚度相同；考虑页岩气藏压裂水平井外区为基质区域渗流区域、内区为复杂缝网区域流动区域，建立页岩气藏压裂水平井稳态产能模型；建立页岩气压力传播半径方程、页岩气藏物质平衡方程，运用连续拟稳定法建立页岩气藏压裂水平井非稳态模型，求解页岩气藏压裂水平井非稳态产量；

所述步骤S1中页岩基质多孔介质毛细管渗透率模型是根据毛细管大小的分布不同分别计算不同尺度下毛细管的渗透率，然后对不同尺度下的毛细管渗透率进行叠加，从而得到整个岩心的渗透率大小，其表达式如下：

式中：k_app-整个岩心的表观渗透率，m²；-基质孔隙度，无量纲；k_app，i-不同尺度毛细管的表观渗透率，m²；λ_i-不同尺度毛细管的分布频率，无量纲；i，n-计数单位，无量纲；τ-迂曲度，无量纲，其中迂曲度计算公式如下：

式中：m为迂曲度拟合参数，取值0.77；

页岩储层中普遍具有一定的束缚水饱和度，不同页岩尺寸页岩毛细管半径对应的有效流动半径的计算公式如下：

式中：r_ie-不同尺寸毛细管对应的有效流动半径，mm；r_i-不同尺寸毛细管对应的孔隙半径，mm；S_w-页岩孔隙束缚水饱和度，无量纲；i-计数符号，无量纲；

不同孔径尺度下的毛细管表观渗透率计算公式如下：

式中：k_app，i-不同尺寸毛细管的表观渗透率，m²；i-计数符号，无量纲；d_m-气体分子直径，m；r_ie-不同尺寸毛细管对应的有效流动半径，m；p-储层压力，Pa；p_L-Langmuir压力，Pa；F_i-不同尺寸毛细管有效流动半径对应的滑脱系数，无量纲；ε_i-不同尺寸毛细管有效流动半径对应的贡献系数，无量纲；D_ki-不同尺寸毛细管有效流动半径对应的克努森扩散系数，m²/s；ρ—气体密度，kg/m³；μ-气体黏度，Pa·s；M-气体摩尔质量，g/mol；Ds-表面扩散系数，m²/s；C_smax-吸附气最大吸附度，mol/m³；p-储层压力，Pa；

所述步骤S2中复杂裂缝网络渗透率通过微地震数据地震成像获取分形维数，通过蒙特卡洛随机建模理论建立二维离散裂缝网络模型，并进一步通过立方定律来计算压裂施工后区域内复杂缝网的渗透率，其表达式如下：

式中：k_x为裂缝在x方向上的渗透率，m²；f_x为在x方向上正应力产生的裂缝的等效频率，1/m；b_r为裂缝的初始平均开度，m；b_max为受压下裂缝最大开度，m；α_x为x方向上的压力系数，无量纲；σ_x为x方向上正应力大小，MPa；α_y为y方向上的压力系数，无量纲；σ_y为y方向上正应力大小，MPa；f_dx为在x方向上剪应力产生的裂缝的等效频率，1/m；d_max为裂缝发生剪切破坏后的最大开度，m；γ_x为x方向剪切压力系数，无量纲；γ_y为y方向剪切压力系数，无量纲；k为x方向于y方向上的应力比值，无量纲；k_c为裂缝变形的临界压力比，无量纲；k_y为裂缝在y方向上的渗透率，m²；f_y为在y方向上正应力产生的裂缝的等效频率，1/m；β_x为在xy下的函数斜率，无量纲；β_y为在yx下的函数斜率，无量纲；f_dy为在y方向上剪应力产生的裂缝的等效频率，1/m。