[发明专利]一种基于模糊理论的页岩气藏表观渗透率计算方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊理论的页岩气藏表观渗透率计算方法，包括：根据页岩储层赋存机理，结合模糊理论，建立自由气、吸附气的浓度云模型；建立考虑气体分子滑脱效应黏性流动、Knudsen扩散、表面扩散的页岩气藏的通量模型；根据页岩储层孔喉结构特征，优选出考虑分子滑脱效应黏性流、Knudsen扩散、表面扩散的岭形分布隶属度计算函数；并对浓度云模型进行隶属度计算；根据通量模型，基于纳米孔隙内传输通量关系得出页岩气藏的表观渗透率。本发明依据页岩储层吸附解吸特征，考虑分子滑脱效应黏性流动、Knudsen扩散、表面扩散等运移机制，基于模糊理论建立气体浓度云模型，合理描述分子之间相互影响的页岩气表观渗透率。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种基于模糊理论的页岩气藏表观渗透率计算方法。

背景技术

同常规气藏相比，页岩气在储层物性、储集特征和运移、渗流机理等方面都有很大差异,自生自储的复杂形成方式以使其孔隙结构十分复杂，储层岩石致密性极强，并发育有纳米级孔隙，因此使得页岩储层渗透率极低，低渗的特点严重影响气体微观渗流，移产出机理更为复杂。

目前国内外不少学者针对纳米尺度孔隙，研究页岩气的吸附－解吸效应，考虑气体分子表面扩散，黏性流动以及Knudsen扩散等运移机制，建立页岩气流动数学模型，开展相应的模拟研究。李波波(2020)等建立考虑过剩吸附量的吸附模型和考虑气体传输影响的页岩表观渗透率模型，通过试验数据验证其合理性；李东东(2018)等考虑黏滞流、Knudsen扩散以及表面扩散机制，推导出页岩气表观渗透率模型，通过实际试验数据系统验证所建模型的准确性；张烈辉(2017)等考虑多重运移机制，建立了页岩气藏表观渗透率模型；段永刚(2015)等针对纳米尺度孔隙，考虑页岩气吸附解吸相表面扩散，自由气的黏性流、滑脱效应及Knudsen扩散等运移制，建立页气单相流动数学模型。

尽管不少学者考虑纳米尺度孔隙和多种运移机制对页岩气藏表观渗透率进行研究分析，但是由于模型达到分子尺度，气体分子之间的相互作用不容忽略，并且由于每种运移机制产生的条件不同，其对页岩气流动中渗透率的贡献不同，因此需要建立考虑不同运移之间的影响，实现准确描述实际储层条件下页岩气藏表观渗透率。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种解决目前关于页岩气渗透率运移机制中分子之间相互作用对页岩气藏气体流动表观渗透率的影响的基于模糊理论的页岩气藏表观渗透率计算方法，该方法依据页岩储层吸附解吸特征，考虑分子滑脱效应黏性流动、Knudsen扩散、表面扩散等运移机制，基于模糊理论建立气体浓度云模型，合理描述分子之间相互影响的页岩气表观渗透率。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种基于模糊理论的页岩气藏表观渗透率计算方法，包括：

根据页岩储层赋存机理，结合模糊理论，建立自由气、吸附气的浓度云模型；

建立考虑气体分子滑脱效应黏性流动、Knudsen扩散、表面扩散的页岩气藏的通量模型；

根据页岩储层孔喉结构特征，优选出考虑分子滑脱效应黏性流、Knudsen扩散、表面扩散的岭形分布隶属度计算函数；并对所建立的浓度云模型进行隶属度计算；

根据计算出的滑脱效应黏性流、Knudsen扩散、表面扩散的隶属度以及所述的通量模型，基于纳米孔隙内传输通量关系得出页岩气藏的表观渗透率。

进一步的技术方案是，根据页岩储层赋存机理，结合模糊理论，建立自由气、吸附气的浓度云模型包括：

考虑页岩气吸附解吸现象，存在表面扩散、分子滑脱效应黏性流和Knudsen扩散，建立孔隙喉道分子运移浓度云模型；

将所述孔隙喉道内分子运移浓度云模型从岩石壁面到孔隙喉道中心依次划分为表面扩散区域、Knudsen扩散区域以及考虑滑脱黏性流动区域；