[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

说明书

本发明属于矿物资源技术领域，具体而言，涉及一种计算页岩气藏复杂裂缝网络非稳态产量的方法，包括以下步骤：S1、收集页岩气藏地层、页岩气基本参数，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，运用盒子法获取分形维数，建立二维离散裂缝网络模型，利用改进的立方定律计算复杂裂缝网络渗透率；S3、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；根据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。本发明的有益效果：考虑因素贴近地层实际情况、计算结果更加精确。

技术领域

本发明涉及一种计算页岩气藏复杂裂缝网络非稳态产量的方法，属于矿物资源技术领域。

背景技术

页岩气资源潜力巨大，近年来受到了人们的广泛关注。随着钻井以及压裂工艺的迅速提高，页岩气已经成为油气勘探开发的重要组成部分。水平井压裂形成复杂缝网是开发页岩气的关键技术。页岩储层经过压裂施工后会在压裂改造区域会形成复杂裂缝网络，而在未改造的区域仍然为基质孔隙区域。页岩气压裂水平井在生产过程中，根据页岩气的流动特征，可以把压裂后的页岩气井渗流场分为内外两个流场，内部流场为体积压裂形成复杂缝网区域的达西流动，而在外部流场为页岩基质区域受到黏性流、扩散、解吸和滑脱等多重运移机制组成；并且页岩气压裂水平井的生产是一个不稳定渗流过程，而且初期产量递减十分明显，只有到了生产后期压力波传到边界时，产量才趋于稳定。并且在生产过程中，储层压力下降还会显著影响页岩气体在基质和缝网中的流动。

目前常用的计算页岩气压裂水平井产量的源函数方法一开始就假设由于生产导致的压力传播一开始就传递到储层边界，这与实际情况不吻合；且计算的页岩基质渗透率建立的是单毛细管模型，与地层实际情况不符；复杂裂缝网络渗透率通过实验测得，不能体现实际复杂裂缝网络实际情况，从而使得计算结果与实际生产误差较大。

发明内容

针对现有技术中的存在的不足，本发明提供了更加贴近地层实际情况、计算结果更加精确的一种计算页岩气藏复杂裂缝网络非稳态产量的方法。

本发明的技术方案如下：

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。

进一步的，所述页岩气藏地层、页岩气的基本参数包括储层边界压力、储层温度、供给半径、基质孔隙度、裂缝孔隙度、体积压裂区半径、井眼半径、储层厚度、页岩气粘度、气体类型、分子碰撞直径、气体分子直径、气体常数、气体摩尔质量、切向动量调节系数、气体分子密度、平均压力、表面最大浓度、朗格缪尔压力和表面扩散系数。

进一步的，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：