一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法技术

本发明专利技术公开了一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，具体按照以下步骤实施：首先计算分支水平井的页岩气产量的理论值，其次按照理论值进行分支水平井日实际产量的投产并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图，当曲线图出现跳变点时对其进行调整直至曲线图不出现跳变点为止，当累计产水量和临界产水量相等时，分支水平井报废。一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，在跃变点产生后进行调整，有利于页岩气及时携带水平井筒内的产出水，降低气水混合物返还井底的危害，减少产出水在井底的聚集，从而降低了维护费用，效率高，节省了维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于页岩气开采作业
，涉及一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法。
技术介绍
在页岩气开发中，在水平井基础上钻取分支井可以增加目的层长度、增大泄油面积，提高油气产量，因此，自2010年页岩气开采成本降低以后，我国分支水平井钻井技术发展迅速，并进入规模化应用阶段。目前，分支水平井技术是开采页岩气储层比较有效的手段。在页岩气井的开采中，为了获得最大的累计产量，一般地，一种方法是控制气井水平井井底的压力不变，另一种方法是控制气井的井口流量不变。但是，现有的页岩气分支水平井开采方法通常存在不足之处：保持井底压力不变而随着时间的推移，气井的产量逐渐降低，气井开采的经济效益也随之降低；若是保持井口流量不变而随着时间的推移，地层压力差导致水平井井底产出地层水，地层水堵塞页岩气的气流通道，降低气井的开发寿命。这两种开采方法都没有考虑页岩气在储集层的开采最小压力梯度，即页岩气的分子启动压力梯度，这是页岩的物理性质之一。启动压力梯度是沿气体流动方向，在压力梯度达到某一值后，气体才能流动的门槛值，一般由实验测定。因此现有技术中亟需一种考虑页岩气启动压力梯度以便提高页岩气采收率的分支水平井开采方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，解决了现有页岩气分支水平井开采中存在的随着开采时间的延长，水平井井底地层水堵塞页岩气的气流通道，降低气井的开发寿命的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：确定目标储层的岩心绝对渗透率k0、页岩气的启动压力梯度Gt和页岩气的粘度μg；步骤2：建立启动压力梯度影响下的气水两相渗流公式：式中，krw表示水相相对渗透率；μw表示水相粘度；表示储集层的压力梯度；qw表示分支水平井的理论日产水量；qg表示分支水平井的日产气量；krg表示页岩气相对渗透率；p表示储集层任意位置的压力；步骤3：计算分支水平井页岩气产量的理论值q0；步骤4：根据步骤3中的q0进行分支水平井日实际产量qs的投产，即使qs＝q0，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤5：当所述步骤4的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的产量qs，记为q1；步骤6：根据步骤5中的q1进行分支水平井的日实际产量qs的投产，即使qs＝q1，并记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤7：当所述步骤6的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的日实际产量qs，记为q2；步骤8：重复步骤6和步骤7直至分支水平井产量和时间的曲线图A不出现跳变点为止，此时分支水平井的日实际产量将不再进行调整；步骤9：在分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B上对日产水量求和得到累计产水量Q水总，分支水平井报废。本专利技术的特点还在于：步骤3中计算分支水平井页岩气产量的理论值q0的具体方法为：按照稳定渗流理论，利用拟函数法对公式(1)进行积分得出页岩气产量公式为：式中，l0表示气层水平长度；Zsc表示标准状态下气体压缩因子；Tsc表示标准状态下温度；ρgsc表示标准状态下气体密度；psc表示标准状态下压力；T表示地层温度；Z表示气体压缩因子；pe表示原始地层压力；pwn表示水平井分支井底压力，R(t)表示水平井分支影响下的动边界；rwn表示分支井井筒半径。步骤5中调整分支水平井的产量qs的具体方法为：步骤5.1：根据分支水平井的钻井和射孔资料确定分支数m和各相邻分支井射孔位置的间距l，并建立基于启动压力梯度的调整函数如下：其中，式中，β表示页岩地层压力传播系数；v表示地层压力降传播速度；f(t)表示调整函数；t表示开采时间；INT()表示取整函数；p表示地层压力；步骤5.2：按照步骤5.1的调整函数分支水平井的产量qs进行调整，式中，q1表示气井井口调整日产量。步骤9中累计产水量Q水总的计算方法为：式中，q日产水表示页岩气井日实际产水量；步骤9中临界产水量通过目标储集层的探井和试井资料来确定。步骤1中岩心绝对渗透率k0通过岩心渗透率自动测定仪测定。步骤1中页岩气的粘度μg通过曲线拟合法获得。步骤1中页岩气的启动压力梯度Gt通过实验室测定获得。本专利技术的有益效果是：1、一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，按照分支水平井页岩气开采的特点，建立了考虑页岩气启动压力梯度的气水两相渗流公式，可以充分开采储集层的页岩气从而提高页岩气的采收率；2、建立了基于启动压力梯度的调整函数，可以合理的调整气井的产量，避免了盲目的调整，减小了对气层的破坏；3、建立了按照基于启动压力梯度的调整函数分级调整气井井口流量的公式，通过选择合理的分级调整页岩气的井口流量，可以降低地层生产压差，从而减缓地层水水窜，延长分支水平井的开采寿命；4、按照基于启动压力梯度的开采方法在生产曲线图上出现跃变点时，选择合适的调整时机，可以延缓压降漏斗波及到的区域的压力降落速度，延长解吸气析出时间和析出量，从而整体上增加累计产量；在跃变点产生后进行调整，有利于页岩气及时携带水平井筒内的产出水，降低气水混合物返还井底的危害，减少产出水在井底的聚集，从而降低了维护费用，效率高，节省了维护成本。附图说明图1是曲线A的示意图；图2是曲线B的示意图。具体实施方式本专利技术一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，具体包括以下步骤：步骤1：确定目标储层的岩心绝对渗透率k0、页岩气的启动压力梯度Gt和页岩气的粘度μg；其中岩心绝对渗透率k0通过岩心渗透率自动测定仪测定，页岩气的粘度μg通过曲线拟合法获得，页岩气的启动压力梯度Gt通过实验室测定；步骤2：建立启动压力梯度影响下的气水两相渗流公式：式中，krw表示水相相对渗透率；μw表示水相粘度；表示储集层的压力梯度；qw表示分支水平井的理论日产水量；qg表示分支水平井的日产气量；krg表示页岩气相对渗透率；p表示储集层任意位置的压力；步骤3：计算分支水平井页岩气产量的理论值q0，具体方法为：步骤3.1：按照稳定渗流理论，利用拟函数法对公式(1)进行积分得出页岩气产量公式为：式中，l0表示气层水平长度；Zsc表示标准状态下气体压缩因子；Tsc表示标准状态下温度；ρgsc表示标准状态下气体密度；psc表示标准状态下压力；T表示地层温度；Z表示气体压缩因子；pe表示原始地层压力；pwn表示水平井分支井底压力；R(t)表示水平井分支影响下的动边界；rwn表示分支井井筒半径；步骤4：根据步骤3中的q0进行分支水平井日实际产量qs的投产，即使qs＝q0，并记录生产时间，绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图；并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤5：当所述步骤4的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的产量qs，记为q1；调整分支水平井的产量qs的具体方法为：步骤5.1：根据分支水平井的钻井和射孔资料确定分支数m和各相邻分支井射孔位置的间距l，并建立基于启动压力梯度的调整函数如下：其中，式中，β表示页岩地层压力传播系数，小数；v表示地层压力降传播速度，m/s；f(t)表示调整函数；t表示开采时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：确定目标储层的岩心绝对渗透率k0、页岩气的启动压力梯度Gt和页岩气的粘度μg；步骤2：建立启动压力梯度影响下的气水两相渗流公式：qw=-k0krwμwdpdxqg=-k0krgμg(1-Gt)dpdx---(1)]]>式中，krw表示水相相对渗透率；μw表示水相粘度；表示储集层的压力梯度；qw表示分支水平井的理论日产水量；qg表示分支水平井的日产气量；krg表示页岩气相对渗透率；p表示储集层任意位置的压力；步骤3：计算分支水平井页岩气产量的理论值q0；步骤4：根据步骤3中的q0进行分支水平井日实际产量qs的投产，即使qs＝q0，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤5：当所述步骤4的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的产量qs，记为q1；步骤6：根据步骤5中的q1进行分支水平井的日实际产量qs的投产，即使qs＝q1，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤7：当所述步骤6的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的日实际产量qs，记为q2；步骤8：重复步骤6和步骤7直至分支水平井产量和时间的曲线图A不出现跳变点为止，此时分支水平井的日实际产量将不再进行调整；步骤9：在分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B上对日产水量求和得到累计产水量Q水总，当累计产水量和临界产水量相等时，分支水平井报废。...

【技术特征摘要】
1.一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：确定目标储层的岩心绝对渗透率k0、页岩气的启动压力梯度Gt和页岩气的粘度μg；步骤2：建立启动压力梯度影响下的气水两相渗流公式：qw=-k0krwμwdpdxqg=-k0krgμg(1-Gt)dpdx---(1)]]>式中，krw表示水相相对渗透率；μw表示水相粘度；表示储集层的压力梯度；qw表示分支水平井的理论日产水量；qg表示分支水平井的日产气量；krg表示页岩气相对渗透率；p表示储集层任意位置的压力；步骤3：计算分支水平井页岩气产量的理论值q0；步骤4：根据步骤3中的q0进行分支水平井日实际产量qs的投产，即使qs＝q0，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤5：当所述步骤4的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的产量qs，记为q1；步骤6：根据步骤5中的q1进行分支水平井的日实际产量qs的投产，即使qs＝q1，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；步骤7：当所述步骤6的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的日实际产量qs，记为q2；步骤8：重复步骤6和步骤7直至分支水平井产量和时间的曲线图A不出现跳变点为止，此时分支水平井的日实际产量将不再进行调整；步骤9：在分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B上对日产水量求和得到累计产水量Q水总，当累计产水量和临界产水量相等时，分支水平井报废。2.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤1中岩心绝对渗透率K0通过岩心渗透率自动测定仪测定。3.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤1中页岩气的粘度μg通过曲线拟合法获得。4.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤1中页岩气的启动压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠厚，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61