一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法，包括整理准备数据；初估极限泄流体积和有效裂缝半长，计算动态泄流体积及储层平均压力变化和压力修正因子；绘制产量归一化拟压力曲线，计算压裂改造区域内流体扩散系数，绘制平方根时间特征曲线，计算有效裂缝半长，根据修正Duong方法确定极限泄流体积及最终产出程度；若有效裂缝半长和极限泄流体积计算值与输入值相差大，将计算值重新代入，循环至收敛一致，获得准确有效裂缝半长和极限泄流体积；将动态泄流体积公式代入宏观物质平衡模型，比较得出压裂改造区域大小对页岩油气生产累积贡献；确定最优压裂水平井裂缝间距及最优井距。本发明专利技术提高了页岩油气产量动态分析评价准确性。

A method for comprehensive production analysis of shale oil and gas based on Dynamic discharge volume

The invention discloses a method of comprehensive analysis of production of shale oil and gas dynamic flow based on the volume, including preparing data; chugu limit the discharge volume and the effective crack length, the calculation of dynamic flow volume and average pressure of the reservoir and the pressure correction factor; draw output normalized pseudo pressure curve, calculation of fracturing the transformation of the region within the fluid diffusion coefficient, draw the square root of time curve, calculation of the effective fracture half length, according to the modified Duong method to determine the limit of the discharge volume and the final output level; if the effective crack length and limit discharge volume calculation value and the input value is high, the calculated value by re cycle to convergence, gain, effective fracture half length limit and discharge volume; the dynamic flow volume formula, macro material balance model, comparing the fracturing area of shale oil The cumulative contribution of gas production and the determination of the optimal interval of fractured horizontal wells and the optimal well spacing are determined. The invention improves the accuracy of dynamic analysis and evaluation of shale oil and gas production.

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法
本专利技术涉及油田开发和优化
，特别是一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法。
技术介绍
在页岩油气开发过程中，生产井历史产量分析是获取地层信息、评价生产好坏及优化油气生产的重要手段。但是，页岩油气复杂储层特征、油气动态解吸附、微纳米多尺度非达西渗流、及生产过程中裂缝闭合与页岩收缩等复杂因素，都使得目前已有的传统油气动态分析方法不再准确适用，从而为利用生产数据评价优化页岩油气开发带来了困难挑战。主要原因为：(1)现有方法适用于简单井型及常规压裂井，难以准确表征页岩油气开发中所采用的体积压裂水平井的生产动态。(2)现有方法没有耦合页岩油气纳米级基质孔隙及多尺度裂缝网络复杂分布属性。(3)现有方法没有耦合页岩油气解、吸附及非达西渗流特征对生产井产量的影响。(4)现有方法基于油藏流体稳态流动假设；而页岩渗透率极低，难以短期达到稳态流动阶段，整个生产寿命内都处于瞬态流动阶段，从而导致现有方法不再适用。(5)现有方法没有考虑在开发过程中储层岩石及裂缝动态损害变化对产量的影响；而页岩油气井产量递减迅速、压力衰竭快，从而导致页岩油气藏存在较大岩石收缩及裂缝闭合损害，不可忽略。(6)现有方法难以基于历史数据同步优化预测，达到实时评价及预测的耦合分析。因此，常规油气动态分析方法并不适用于页岩油气，甚至会带来较大误差，从而为有效最优开发页岩油气带来了困难挑战。
技术实现思路
针对以上现有分析方法的技术不足，本专利技术提供一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法，该分析方法充分考虑页岩油气开发复杂储层及流体特征的特点，包括页岩纳米孔隙基质渗透率极低、压裂水平井复杂裂缝网络分布、油气动态解吸附、有限压裂改造范围、页岩收缩变形及裂缝闭合等对页岩油气开发的影响，是一种于“历史评价-开发优化-产量预测”耦合一体的综合产量分析方法，提高了页岩油气产量动态分析评价准确性。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法，包括如下步骤：(一)：数据整理准备；所述数据包括：页岩储层岩石物性、流体物性、井参数以及目标井的生产历史；所述页岩储层岩石物性包括压缩性、页岩渗透率、油气解吸附参数，所述流体物性包括粘度、体积系数、流体压缩系数，所述井参数包括钻井、压裂完井参数，所述目标井的生产历史包括油气水日产量、累产量。(二)：初估极限泄流体积和有效裂缝半长，得到页岩油气井饱和度和动态泄流体积计算表达式，然后将其以及所述目标井的生产历史代入宏观物质平衡模型，计算在生产过程中动态泄流体积及储层平均压力变化、以及压力修正因子。(三)：绘制产量归一化拟压力与时间关系曲线，识别页岩压裂水平井流动阶段，根据早期瞬态线性流的结束时间以及已知裂缝间距，计算压裂改造区域内流体扩散系数；然后绘制平方根时间特征曲线得到其斜率，计算有效裂缝半长；以及根据修正Duong方法进行生产数据递减分析，确定极限泄流体积及最终产出程度；(四)：如果步骤(三)计算所得有效裂缝半长和极限泄流体积与步骤(二)输入值相差较大，则需将步骤(三)计算所得值重新代入步骤(二)，依次重复步骤(二)、(三)，直到步骤(二)所输入与步骤(三)计算的有效裂缝半长和极限泄流体积收敛一致，停止计算，获得准确有效裂缝半长和极限泄流体积。(五)：页岩油气流动区域包括两部分：压裂改造区域和未改造基质区域，将适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积计算表达，代入到宏观物质平衡模型，比较得出压裂改造区域和未改造基质区域分别对页岩油气生产累积贡献。(六)：基于页岩油气生产数据分析评价及预测后，进行页岩油气压裂水平井裂缝参数和井距地优化确定。优选的，所述步骤(二)中，首先初估极限泄流体积和有效裂缝半长，得到页岩油气井饱和度计算表达式(1)式和适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积计算表达式(2)式，然后将其以及所述目标井的生产历史代入宏观物质平衡模型(3)式，根据页岩油气井的生产历史，计算在生产过程中动态泄流体积及储层平均压力变化、以及压力修正因子。页岩油气井饱和度计算表达式：其中，下标n代表不同生产时刻各参数值；下标i代表初始油藏条件下的各参数值；RF是不同生产时刻的页岩油采出程度，分数；Boi是初始油藏压力pi的页岩油体积系数，m3/m3；Bti是初始油藏压力pi的页岩油藏流体体积系数，m3/m3；Swi是页岩油藏原始含水饱和度，分数；Vp(n)是生产tn时刻页岩油井的动态泄流体积,m3；Bo是油藏平均压力条件下原油体积系数，m3/m3；Sw(n)，So(n)，Sg(n)是在动态泄流体积Vp(n)内的地层原油、水及气体饱和度；；Bt(n)是tn时刻页岩油藏的流体体积系数，m3/m3；ct(n)是tn时刻页岩油藏的整体压缩系数，Pa-1；Vp,max是页岩油气生产井的极限泄流体积,m3。适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积计算表达式：a.恒定页岩气井生产井底流压下：其中，xf是有效裂缝半长；t有压裂水平井的不同生产时刻，天；te是压裂水平井早期线性流结束的时间，天；h是页岩储层厚度，m；ηo是页岩储层外围未改造区域扩散系数，m2/s；ηI是压裂改造区域扩散系数，m2/s；ye是裂缝半间距，m；Vp是页岩油气生产井的动态泄流体积，m3。宏观物质平衡模型：其中，Vn是tn时刻页岩油藏压裂水平井的动态泄流体积，m3；下标i代表原始油藏压力pi条件下各参数值；下标n代表页岩油藏平均压力pn条件各参数值；φi是页岩油藏初始条件下的平均孔隙度，分数；cf页岩油藏岩石压缩系数，Pa-1；Bo，Bw，Bg是页岩油藏原油、地层水及气体的体积系数，m3/m3；Rv是页岩油气藏的凝析油气比，m3/m3；Rs页岩油藏原油溶解气油比，m3/m3；Sw，So，Sg是地层原油、水及气体饱和度；Nop,Nwp,Ngp是页岩油井不同时刻的累积产油、产水、产气量,m3。本专利技术利用页岩油气井饱和度计算表达式(1)式代入物质平衡方程式(3)式，将生产预测与历史分析耦合一体，并利用迭代算法同步调用计算，实现“历史评价-方案优化-生产预测”耦合一体化。本专利技术同时考虑到页岩油气储层纳米级孔隙渗透率极低，体积压裂水平井瞬态流可能贯穿整个生产阶段，从而导致传统基于稳态线性流或径向流的传统泄流体积计算方法不再适用。本专利技术建立页岩油气压裂水平井线流流动模型，推导了准确适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积模型(2)式，本专利技术通过将(2)式与(3)式结合，并基于历史数据，可表征动态泄流体积变化及压裂改造范围对页岩油气生产的贡献。优选的，所述步骤(三)中，由于页岩油气生产过程压力衰竭快、基质收缩和裂缝闭合明显、以及页岩流体较强压缩性对页岩油气产量的影响明显，区别于传统产量分析参数定义方法，本专利技术引入考虑渗透率时变性及流体压缩性的拟压力m(p)，即(4a)式，并引入压力修正因子fcp,即(4b)式，改进产量分析曲线中所需要参数：产量归一化拟压力(4c)式和生产物质平衡时间(4d)式：其中，m(p)是考虑渗透率时变性及流体压缩性引入的拟压力,Pa；m(RNP)是产量归一化后的页岩油藏拟压力,Pa/(m3/d)；m(Pw本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法，其特征是，包括下述步骤：一、数据整理准备；所述数据包括：页岩储层岩石物性、流体物性、井参数以及目标井的生产历史，所述页岩储层岩石物性包括压缩；性、页岩渗透率、油气解吸附参数，所述流体物性包括粘度、体积系数、流体压缩系数，所述井参数包括钻井、压裂完井参数，所述目标井的生产历史包括油气水日产量、累产量；二、初估极限泄流体积和有效裂缝半长，得到页岩油气井饱和度和动态泄流体积计算表达式，然后将其以及所述目标井的生产历史代入宏观物质平衡模型，计算在生产过程中动态泄流体积及储层平均压力变化、以及压力修正因子；三、绘制产量归一化拟压力与时间关系曲线，识别页岩压裂水平井流动阶段，根据早期瞬态线性流的结束时间以及已知裂缝间距，计算压裂改造区域内流体扩散系数；然后绘制平方根时间特征曲线得到其斜率，计算有效裂缝半长；以及根据修正Duong方法进行生产数据递减分析，确定极限泄流体积及最终产出程度；四、如果步骤三计算所得有效裂缝半长和极限泄流体积与步骤二输入值相差较大，则需将步骤三计算所得值重新代入步骤二，依次重复步骤二、三，直到步骤二所输入与步骤三计算的有效裂缝半长和极限泄流体积收敛一致，停止计算，获得准确有效裂缝半长和极限泄流体积；五、页岩油气流动区域包括两部分：压裂改造区域和未改造基质区域；将适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积计算表达式代入到宏观物质平衡模型，比较得出压裂改造区域和未改造基质区域分别对页岩油气生产的累积贡献；六、基于页岩油气生产数据分析评价及预测后，进行页岩油气压裂水平井裂缝参数和井距地优化确定。...

【技术特征摘要】
1.一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法，其特征是，包括下述步骤：一、数据整理准备；所述数据包括：页岩储层岩石物性、流体物性、井参数以及目标井的生产历史，所述页岩储层岩石物性包括压缩；性、页岩渗透率、油气解吸附参数，所述流体物性包括粘度、体积系数、流体压缩系数，所述井参数包括钻井、压裂完井参数，所述目标井的生产历史包括油气水日产量、累产量；二、初估极限泄流体积和有效裂缝半长，得到页岩油气井饱和度和动态泄流体积计算表达式，然后将其以及所述目标井的生产历史代入宏观物质平衡模型，计算在生产过程中动态泄流体积及储层平均压力变化、以及压力修正因子；三、绘制产量归一化拟压力与时间关系曲线，识别页岩压裂水平井流动阶段，根据早期瞬态线性流的结束时间以及已知裂缝间距，计算压裂改造区域内流体扩散系数；然后绘制平方根时间特征曲线得到其斜率，计算有效裂缝半长；以及根据修正Duong方法进行生产数据递减分析，确定极限泄流体积及最终产出程度；四、如果步骤三计算所得有效裂缝半长和极限泄流体积与步骤二输入值相差较大，则需将步骤三计算所得值重新代入步骤二，依次重复步骤二、三，直到步骤二所输入与步骤三计算的有效裂缝半长和极限泄流体积收敛一致，停止计算，获得准确有效裂缝半长和极限泄流体积；五、页岩油气流动区域包括两部分：压裂改造区域和未改造基质区域；将适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积计算表达式代入到宏观物质平衡模型，比较得出压裂改造区域和未改造基质区域分别对页岩油气生产的累积贡献；六、基于页岩油气生产数据分析评价及预测后，进行页岩油气压裂水平井裂缝参数和井距地优化确定。2.如权利要求1所述的一种基于动态泄流体积的页岩油气综合产量分析方法，其特征是，所述步骤二中，首先初估极限泄流体积和有效裂缝半长，得到页岩油气井饱和度计算表达式(1)式和适用于体积压裂水平井的页岩油气生产过程中动态泄流体积计算表达式(2)式，然后将其以及所述目标井的生产历史代入宏观物质平衡模型(3)式，根据页岩油气井的生产历史，计算在生产过程中动态泄流体积及储层平均压力变化、以及压力修正因子；页岩油气井饱和度计算表达式：其中，下标n代表不同生产时刻各参数值；下标i代表初始油藏条件下的各参数值；RF是不同生产时刻的页岩油采出程度，分数；Boi是初始油藏压力pi的页岩油体积系数，m3/m3；Bti是初始油藏压力pi的页岩油藏流体体积系数，m3/m3；Swi是页岩油藏原始含水饱和度，分数；Vp(n)是生产tn时刻页岩油井的动态泄流体积,m3；Bo是油藏平均压力条件下原油体积系数，m3/m3；Sw(n)，So(n)，Sg(n)是在动态泄流体积Vp(n)内的地层原油、水及气体饱和度；；Bt(n)是tn时刻页岩油藏的流体体积系数，m3/m3；ct(n)是tn时刻页岩油藏的整体压缩系数，Pa-1；Vp,max是页岩生产井的极限泄流体积,m3；适用于体积压裂水平井的页岩；油气生产过程中动态泄流体积计算表达式：其中，xf是页岩压裂水平井的有效裂缝半长；t是压裂水平井的不同生产时刻，天；te是压裂水平井早期线性流结束的时间，天；h是页岩储层厚度，m；ηo是页岩储层外围未改造区域扩散系数，m2/s；ηI是压裂改造区域扩散系数，m2/s；ye是裂缝半间距，m；Vp是页岩油气生产井的动态泄流体积，m3；宏观物质平衡模型：其中，Vn是tn时刻页岩油藏压裂水平井的动态泄流体积，m3...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁彬，王文东，王凯，郑达，
申请(专利权)人：科为联合青岛能源技术研究院有限公司，中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37