[发明专利]一种页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟方法有效

专利信息
申请号: 201910497349.3 申请日: 2019-06-10
公开(公告)号: CN110206522B 公开(公告)日: 2019-12-20
发明(设计)人: 李勇明;陈希;张烈辉 申请(专利权)人: 西南石油大学
主分类号: E21B43/26 分类号: E21B43/26;E21B49/00
代理公司: 51218 成都金英专利代理事务所(普通合伙) 代理人: 袁英
地址: 610500 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 基质 裂缝线 网格 压裂液返排 页岩 水平井 压裂 页岩气 井筒 层压 返排 复杂裂缝 流量交换 流体流量 生产动态 压裂液 正交化 关井 渗流 液量 总压 裂缝 相交 预测 优化
【说明书】:

发明公开了一种页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟方法,包括:(1)建立页岩储层压裂水平井压裂液返排模型,得到裂缝和基质中的渗流方程;(2)对页岩储层基质进行正交化的网格划分,建立被基质切分的裂缝线单元编号和基质网格编号之间的对应关系;计算裂缝线单元和与之对应的基质网格之间、相交裂缝线单元之间的流量交换量;计算任意时刻与井筒相连的裂缝线单元流入井筒的流体流量,从而得到返排过程中的日产水量;(3)计算累积产水量与压裂过程中注入储层的总压裂液量的比值,得到压裂液的返排率。本发明原理可靠,可为页岩储层压后优化持续关井时间以及生产动态预测提供理论依据,克服了网格划分困难且难以实现复杂裂缝处理的不足。

技术领域

本发明属于油气田开发领域,具体涉及一种页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟方法。

背景技术

页岩气是一种新型的非常规天然气,它主要以游离态和吸附态的形式分布于泥页岩中,主要成分为甲烷。页岩储层具有超低渗透率,对页岩气藏进行水平井分段压裂成为页岩气商业化开采的关键技术。常规储层压后,如果不及时返排,压裂液侵入裂缝周围地层,往往会造成严重的水锁伤害,影响气井产能。与常规储层相比,页岩储层压后往往伴随着较长的关井期,开井后压裂液返排率大多低于50%,部分井的返排率甚至低于5%,大量压裂液滞留在储层中(Vengosh A,Jackson RB,Warner N,et al.A critical review of therisks to water resources from unconventional shale gas development andhydraulic fracturing in the United States[J].Environmental Science&Technology,2014,48(15):8334-8348)。但实践证明,对于部分页岩气井,压裂液返排率越低,气井产能反而增加,由此可见压裂液返排是影响压裂效果的关键环节。因此,有必要建立合理的页岩储层压裂水平井压裂液返排模型,进行返排模拟,分析返排过程中气-水的流动规律,研究影响压裂液返排的主要因素,为优化关井持续时间、以及生产动态预测提供理论指导,推动页岩气压裂理论发展,提高页岩气压裂设计水平和排液控制水平,对实现我国页岩气的高效开发具有重要意义。目前,进行页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟主要是基于油藏数值模拟软件(CMG),但是页岩储层压裂会产生大规模的水力裂缝,且形成的裂缝一部分为含有分支结构的复杂裂缝。CMG软件在处理平面直缝方面具有很大优势,但对于储层中复杂裂缝的处理存在明显不足,模拟结果误差较大。对于储层中复杂裂缝的处理,大多需采用非结构网格,但对于裂缝条数较多且裂缝夹角较小时,非结构网格划分十分困难。

综上所述,目前需要的页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟方法应具有以下两个特点:(1)网格划分应尽量简单;(2)可以精确模拟储层复杂裂缝中的流体流动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟的方法,原理可靠,实现页岩储层压裂液返排模拟,为页岩储层压后优化持续关井时间以及生产动态预测提供理论依据,克服了常规方法网格划分困难且难以实现复杂裂缝处理的不足。

为达到以上技术目的,本发明采用以下技术方案。

首先,根据页岩气储层特征和压裂水平井特征,建立页岩气藏压裂水平井压裂液返排模型;其次,基于有限差分方法对模型进行求解,得到返排过程中的日产水量、日产气量;最后,根据日产水量求得累积产水量,计算累积产水量与压裂过程中注入储层的总压裂液量的比值得到压裂液的返排率,从而实现页岩气藏压裂水平井返排模拟。

一种页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟方法,依次包括以下步骤:

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