[发明专利]一种页岩气井产能快速评价方法

说明书

本发明涉及一种页岩气井产能快速评价方法，属于页岩气藏产能评价领域；它解决现今采用产能试井计算气井无阻流量费时费力，而通过产能模型进行产能评价的方法考虑因素较少、计算精度较低等问题，其技术方案是：基于双重介质储层模型和微纳米尺度气体滑移理论，建立了考虑束缚水和应力敏感效应影响下的耦合基质‑天然裂缝的页岩气藏储层渗流能力表征模型。其次是将根据多级压裂水平井渗流特征，将双重基质耦合渗透率带入到压裂水平井产能模型中，建立得到了页岩气藏多级压裂水平井产能模型。最后对某气井进行生产动态预测，验证模型准确。本发明利用页岩气藏产能模型进行产能评价，评价过程简单、快捷；考虑因素较多，计算精度较高；可推广性强。

技术领域

本发明涉及一种页岩气井产能快速评价方法，属于页岩气藏产能评价领域。

背景技术

我国页岩气资源丰富，页岩气资源地质储量达到31.6×10¹²m³，自2010年开采出第一方页岩气以来，我国在页岩气勘探开发方面取得长足进步，目前已经在四川盆地及周围实现了海相页岩气商业化开采。近年来页岩气产量快速转增加，到2019年全国页岩气产量超过143.6×10⁸m³，约占全国总产量的8.72％。页岩气在非常规天然气资源中占比较大，随着勘探开发技术的进步，页岩气有望成为常规能源的重要战略接替资源。但由于页岩极其致密，储层渗透率极低，导致气井稳产能力差，产量递减较小，因此合理评价页岩气井产能对提高页岩气开发经济效益具有重要的意义。

页岩气主要赋存于基质纳米孔隙和天然裂缝内。页岩气藏多采用水平井+水力压裂“模式进行开发，气体从储层到井筒的流动过程中涉及到跨尺度流动问题。在开采过程中，气体由基质扩散到天然裂缝中，并由天然裂缝汇聚到人工裂缝，最终流入井筒。气体流动跨越纳米级的基质孔隙，微米级的天然裂缝和米级的人工裂缝，气体流动状态复杂多变，传统的达西定律不再适用，需要建立耦合多尺度流动规律的流动方程。

总体而言，目前进行产能评价主要是采用产能试井计算气井无阻流量，而通过产能模型进行产能评价的方法考虑因素较少、计算精度较低，需要更为精确、更为省时的产能评价方法。

发明内容

本发明目的是：为了解决现今采用产能试井计算气井无阻流量费时费力，而通过产能模型进行产能评价的方法考虑因素较少、计算精度较低等问题，本发明根据多级压裂水平井渗流特征，将双重基质耦合渗透率代入到压裂水平井产能模型中，建立得到了页岩气藏多级压裂水平井产能评价方法，计算便捷、精确度较高，可推广性强。

为实现上述目的，本发明提供了一种页岩气井产能快速评价方法，该方法包括下列步骤：

S100、设定页岩储层内储集空间和渗流空间由基质孔隙和天然裂缝组成，采用一系列平行、等径、弯曲的毛细管束代替基质中的纳米孔隙；采用矩形平板缝代替天然裂缝，裂缝与毛细管束平行；基质的孔隙度大于裂缝的孔隙度；

S200、分别建立页岩基质孔隙渗流模型和天然裂缝渗流模型，耦合页岩基质表观渗透率和裂缝表观渗透率，得到双重介质表观渗透率，具体步骤为：

S201、建立页岩基质孔隙渗流模型，得到页岩基质表观渗透率，首先结合N-S方程，得到单个毛细管内径向速度剖面表达式如下：

式中，u(r)为单个毛细管内径向速度剖面，单位为m/s；r_eff为纳米孔隙的有效流动半径，单位为m；r为页岩基质孔隙的径向长度，单位为m；μ_g为气体粘度，单位为mPa·s；Kn为纳米孔隙的气体克努森数，为无量纲量；dp/dx为纳米孔隙流动方向压力梯度，单位为Pa/m；

对式1沿着毛细管的管径方向积分得到管内自由气体传输流量：

式中，q_b为管内气体传输流量，单位为m³/s；