[发明专利]一种欠饱和储层煤层气井生产边界定量预测的计算方法

说明书

本发明公开了一种欠饱和储层煤层气井生产边界定量预测的计算方法，具体包括以下步骤：(1)设定计算方法的假设条件；(2)建立欠饱和储层煤层气井生产边界定量预测模型；(3)编写模型的计算流程，代入实际地质及生产数据分别计算排水半径和解吸半径；(4)刻画气相和水相半径的动态变化，厘定生产边界的位置。本发明通过引入煤层气储层动态孔隙度、含水饱和度模型，建立了预测模型，完成计算方法；通过计算方法，刻画排水半径和解吸半径动态曲线，最终预测煤层气井生产边界；基于该计算方法进行压力传播的敏感性分析，厘定储层动态孔隙度、动态含水饱和度对生产边界预测的影响，验证该计算方法的先进性和实用性。

技术领域

本发明属于煤层气开发利用技术领域，具体涉及一种欠饱和储层煤层气井生产边界定量预测的计算方法。

背景技术

由于煤层气独特的富集机理和压力衰竭的开发方式，压降漏斗传播精细描述一直是煤层气开发的核心问题。压降漏斗在传播过程中要经历不同的渗流阶段，具体可以分为不稳态流阶段、稳态流阶段和拟稳态流阶段。渗流阶段的划分主要取决于外边界条件，即煤层气井的生产边界。依据生产现场的实际情况，生产边界可以分为井间压力干扰边界和伤害边界：对于低渗欠饱和煤储层，通常采用井网开发模式，即在一定区域内进行井组布井开发，实现多井间的压力协同下降，因此对应的生产边界为两井之间压降漏斗共同波及的区域，即井间压力干扰边界；对于生产过程中受到不合理因素影响的煤层气井，如不合理的工程施工、排采制度等，压降漏斗无法波及到远井区域而只能在井筒附近一定区域内降压，因此该区域对应的生产边界为伤害边界。

当前对生产边界的研究仍然具有一定的局限性：对于井间压力干扰边界，生产现场普遍存在一种误区，即认为两口邻井具有相同的压降漏斗传播形态，从而简单估计井间压力干扰边界为井间距的一半，但实际压降漏斗受地质、工程和排采等多因素的影响，不同煤层气井的压力传播具有特殊性，因此对生产边界不切实际的简单估计会对压降漏斗传播造成很大的误差；对于伤害边界，当前主要利用试井、数值模拟等手段进行预测储层堵塞位置，而这些手段存在测量范围较小、受人为因素影响较强的缺点，都无法获得较为准确的结果，此外生产现场在解决储层伤害问题时常采用一般性的解堵措施而无法实现针对性的方案设计，很容易对储层造成二次伤害；此外，当前已有的数学模型进行边界预测时缺乏考虑动态孔隙度、含水饱和度等因素的影响，使预测结果存在较明显偏差。

综上所述，当前仍缺乏一种考虑储层动态特征的煤层气井生产边界精确预测的计算方法，是煤层气高效开发的一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种完全定量化的煤层气井生产边界预测的计算方法。本方法从压力状态方程和物质平衡方程出发，结合煤储层孔隙度、含水饱和度的动态变化，考虑水力压裂对压力传播的影响，建立煤层气井生产边界定量预测模型，并通过编写计算流程实现数据的精细化计算，最终完成实际生产现场应用。

为达到上述目的，本发明提出的一种欠饱和储层煤层气井生产边界定量预测的计算方法包括以下步骤：

(1)计算方法的构建基于以下基础假设条件：地层流体为气/水两相，气体为理想气体，水为微可压缩流体，流体在地层中的瞬时流动视为一系列稳态流动的集合；储层孔隙度和含水饱和度在煤层气开发过程中发生动态变化；

(2)基于吸附气的等温吸附解吸方程和游离气在孔隙中的动态变化推导煤中气相物质平衡方程，考虑地层压缩性以及动态含水饱和度推导水相物质平衡方程，采用保角变换方式建立水力压裂裂缝控制的气/水压力状态方程，将气/水相的物质平衡方程和压力状态方程相结合，建立欠饱和储层煤层气井压降漏斗传播预测模型，该模型内边界为实际井底流压，外边界为瞬时稳态流的定压边界和封闭边界，其中排水区的外边界压力为储层初始压力，解吸区的外边界压力为临界解吸压力；