[发明专利]一种开采页岩气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种页岩气开采的方法，特别是一种基于页岩储层存在气体扩散现象及非达西流动特征进行的页岩气开采方法。

背景技术

随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑，页岩气这一能够有效缓解世界能源压力的非常规天然气资源，已成为世界能源研究的热点之一，其开发和利用越来越多地得到世界各国的重视。

但页岩储层物性差，渗透率极低，开发技术要求高，难度大。全球对页岩气的开发尚处于早期阶段，美国已经建成了较大规模的页岩气产能，而我国页岩气开发尚未起步，且我国页岩气普遍埋藏较深，进一步增加了开发难度。例如四川盆地下寒武统页岩气层埋深2000-3500米，而美国五大页岩系统埋深在800-2600米。目前，我国尚缺乏页岩气有效开采的方法，尤其是对页岩储层的压力分布特征及产量预测的未知性，直接制约了页岩气高效合理的开发。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可行性强、可靠性高、能够提供页岩储层不同孔隙介质尺寸及地层压力下的有效开采方法，明确页岩储层的压力分布特征和经济效益的产量预测方法。

本发明的第一目的在于提供了一种开采页岩气的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在所要开采的页岩气储层全区中选定一块试验区，确定该试验区的扩散系数D_k，其中，所述扩散系数D_k满足如下公式：

Dk=dpore38RTπM,]]>

其中，d_pore为储层基质平均孔隙直径，单位为m；M为气体分子质量，单位为kg/mol；T为气层温度，单位为K；R为气体常数，单位为Pa·m³/(mol·K)；

(2)选择试验区的压裂缝半长x_f、压裂缝间距x_d，按照所选择的压裂缝半长x_f、压裂缝间距x_d对试验区的水平井进行射孔和压裂，使其生成垂直井筒的孔眼和压裂缝；测量地层压力p_e，选择压裂水平井井底流压p_w，对试验区进行页岩气开采；

(3)确定出试验区页岩储层的单条裂缝的动用半径r_c、单条裂缝的控制区域形状和单条裂缝的控制区域面积S_f，以满足该试验区页岩气储层的有效动用；并确定出试验区压裂水平井多条裂缝共同作用时，试验区的气体体积流量Q_f；其中所述动用半径r_c满足如下公式：

rc=e3(μDk)2-2kC22kC1]]>

其中，