[发明专利]一种页岩气井产能测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，特别是关于一种页岩气井产能测定方法。

背景技术

页岩气是指主体位于富含有机质的暗黑色泥页岩中，以吸附或游离状态为主要赋存方式的油气聚集，页岩既是储集层，又是源岩层和封盖层。

页岩气藏是由特低渗的基质孔隙和自然闭合的天然裂缝组成的双重介质气藏，基质是自由气和吸附气的主要赋存空间。页岩气井自然产能非常低，主要通过水平井多段压裂体积改造形成“人造气藏”后才有工业产能，此时裂缝网络是渗流的主要通道，并且在开采过程中存在吸附气的解吸扩散现象。

气井产能测定是指评估和预测气井的稳产能力、递减阶段的递减率以及最终的累计产气量。准确地评估和预测气井产能是气井合理配产的基础，也是优化井网间距、编制气藏开发方案的重要依据。

常规气藏一般是在地质认识基础上通过地质建模、数值模拟来完成。页岩气藏的地质特征和开发方式决定了其产能测算方法要比常规气藏复杂得多。目前国外主要通过经验关系式、产量递减分析以及单井数值模拟等方法估算页岩气井产能，国内主要沿用常规气藏系统试井测试的方法估算页岩气井投产初期的无阻流量。不同于一般采用放压方式生产的国外页岩气井，国内页岩气井在投产初期要求稳产以保持稳定供气。由于国内外页岩气井生产方式不同，国内无法采用国外基于大量生产数据统计形成的经验关系式来测算页岩气井产能。产量递减分析要求井底压力变化不大、且气井进入递减阶段半年以上时才能使用，而国内气井在投产初期主要是以控压稳产方式生产，因此产量递减分析方法也无法用于投产初期的气井产能的测算。单井数值模拟方法要求给定很多严格的地质和压裂参数，而这些参数值往往很难准确设定，导致单井数值模拟方法在早期阶段测算的页岩气井产能结果误差大。系统试井测试只能反映投产初期的气井最大产气潜力，无法直接准确地获得气井的稳产期、产量递减及最终累计产气量。

综上所述，现有的页岩气藏产能测算方法虽然各有所长，但是由于生产方式等客观因素的限制，使用时难度大，并且难以获得有效准确的页岩气井产能分析结果，尤其是在页岩气藏开发的早期阶段。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种新的快速准确的页岩气井产能测定方法。本发明综合考虑了吸附气解吸扩散现象，以及压裂改造区和未压裂改造区对页岩气井产能的影响，提出一种基于页岩气藏物质平衡方程以及结合气井产能方程来测算页岩气井产能的方法。

该方法，包括以下步骤：

S10、测试、收集和设置气藏工程参数，并建立气井产能方程；

S20、考虑吸附气解吸扩散，分别建立气井压裂改造区和未压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程；

S30、根据气井产能方程，计算初始时刻气井的初始产量；

S40、设置时步步长，计算下一个时步对应的时间，并更新当前时步；

S50、根据压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程，迭代计算当前时步下压裂改造区的平均地层压力；

S60、根据当前时步下压裂改造区的平均地层压力，以及未压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程，迭代计算当前时步下未压裂改造区的平均地层压力；

S70、根据当前时步下压裂改造区和未压裂改造区的平均地层压力，计算当前时步下的页岩气井产能；

S80、判断当前时间是否大于给定的最大评价天数：

若否，将当前时步的平均地层压力值作为下一个时步迭代的初值，返回步骤S40；

若是，输出页岩气井产能计算结果。

根据本发明的实施例，上述气井产能方程为：

上式中，A为气井产能方程一次项系数；B为气井产能方程二次项系数；p_i为原始地层压力；q为气井日产气量，10⁴m³/d；p_wf为气井在稳产产量q时对应的稳定井底流压，MPa。

根据本发明的实施例，上述步骤S20中，

压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程为：

未压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程为：