一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法技术

本发明专利技术提供一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，包括：建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设，并建立了对应的页岩气藏直井试井数学模型。通过选用合理的拟压力函数，实现了数学模型的线性化。采用必要的无因次化、Laplace变换后实现了页岩气藏直井压裂改造后井底压力解的计算。相比于现有技术，本发明专利技术建立适于复合页岩气藏的直井试井数学模型并提出了对应的井底压力表达式，对指导页岩气藏压力监测作业具有重要实践意义。

A calculation method of bottom hole pressure solution after vertical well fracturing in shale gas reservoir

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法
本专利技术涉及页岩气藏开发及动态监测领域，具体地，涉及一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法。
技术介绍
页岩气在世界范围内储量巨大，开发潜力巨大。随着水力压裂技术的发展，页岩气藏开发的效果和效益逐步提高，其在世界能源供应中扮演的角色也愈加重要。由于页岩气藏无天然产能，需要压裂后建产，因此实现压裂效果实时和准确量化对页岩气藏开发具有重要意义。基于井底压力变化分析的压力动态监测技术是能满足要求的为数不多的技术之一。针对页岩气藏直井，水力压裂等储层改造措施使得近井地带微裂缝张开并互相贯通形成裂缝网络，产生内区渗流能力较好、外区渗流能力较差的复合气藏特征。同时，页岩气以游离态和吸附态存在于页岩多孔介质中。吸附态页岩气的含量可高至80％以上，并在压力降低时解吸变为游离气。因此，针对页岩气藏直井的井底压力求解需要同时考虑径向复合特征和吸附解吸特征。为实现页岩气藏直井压裂改造后井底压力解的准确计算，必须同时考虑径向复合特征和吸附解吸特征。为此，在页岩气藏低速非达西渗流的基础上，考虑直井近井静态复合特征和页岩气动态赋存特征，建立适于复合页岩气藏的直井试井数学模型并提出了对应的井底压力表达式，从而建立一种准确的页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，对指导页岩气藏压力监测作业具有重要实践意义。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，以解决目前缺少同时考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井井底压力解的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，包括：建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设；建立对应的页岩气藏直井试井数学模型；选用合理的拟压力函数，实现数学模型的线性化；求得页岩气藏直井井底压力解。借助于上述技术方案，本专利技术从动静结合的角度，建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设，并建立了对应的页岩气藏直井试井数学模型。通过选用合理的拟压力函数，实现了数学模型的线性化。采用必要的无因次化、Laplace变换后实现了页岩气藏直井压裂改造后井底压力解的计算。相比于现有技术，本专利技术建立适于复合页岩气藏的直井试井数学模型并提出了对应的井底压力表达式，对指导页岩气藏压力监测作业具有重要实践意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的页岩气藏直井压裂改造后井底压力计算方法的流程示意图。图2是本专利技术实施例一提供的井底压力随内区半径变化曲线。图3是本专利技术实施例一提供的井底压力随解吸压缩系数变化曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本实施例提供一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，如图1所示，该方法包括：步骤S11，建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设；步骤S12，根据所述物理假设，建立对应的页岩气藏直井试井数学模型；步骤S13，选用合理的拟压力函数，实现所述数学模型的线性化；步骤S14，基于所述线性化后的数学模型，求得页岩气藏直井井底压力解。本实施例从动静结合的角度，建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设，并建立了对应的页岩气藏直井试井数学模型。通过选用合理的拟压力函数，实现了数学模型的线性化。采用必要的无因次化、Laplace变换后实现了页岩气藏直井压裂改造后井底压力解的计算。相比于现有技术，本专利技术建立适于复合页岩气藏的直井试井数学模型并提出了对应的井底压力表达式，对指导页岩气藏压力监测作业具有重要实践意义。优选的，上述步骤S11中，建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设。所述物理假设具体包括：①气体在地层中作平面径向渗流；②流体在地层流动为等温流动；③气井半径为rw，考虑井筒储存和表皮的影响；④气井生产前，地层中各点的压力均布，均为⑤忽略重力和毛管力的影响；⑥流体流动为低速非达西渗流；⑦地层均质、等厚、各向同性，井以一常产量q生产；⑧地层岩石不可压缩。优选的，上述步骤S12中，根据所述物理假设，建立对应的页岩气藏直井试井数学模型。所述数学模型具体形式为：式中，Ct＝Cg+Cd，Ct为综合压缩系数，atm-1；Ct1为内区综合压缩系数，atm-1；Ct2为外区综合压缩系数，atm-1；Cg为气体压缩系数，atm-1；Cd为页岩基质块解吸压缩系数，Cd＝Bg为体积系数，无因次；ρB为页岩基质块密度，cm3/g；Vm为页岩气等温吸附线的体积常数，cm3/g；b为等温吸附线压力常数，MP-1；p1为内区压力，atm；p2为外区压力，atm；pi为初始压力，atm；pw为井底压力，atm；Cg1为内区气体压缩系数，atm-1；Cg2为外区气体压缩系数，atm-1；λb1为内区启动压力梯度，atm/cm；λb2为外区启动压力梯度，atm/cm；r为任一点离井筒的距离，cm；rwe为等效半径，cm；R为内区半径，cm；μ1为内区气体粘度，mPa.s；μ2为外区气体粘度，mPa.s；φ为裂缝孔隙度，％；K1为内区渗透率，D；K2为外区渗透率，D；t为时间，s；h为有效厚度，cm；q为页岩气井产量，cm3/s。优选的，上述步骤S13中，选用合理的拟压力函数，实现所述数学模型的线性化。所述拟压力函数为：式中，p为压力，atm；μ为页岩气粘度，mPa.s；Z为页岩气压缩因子，无因次。所述线性化后的数学模型为：式中，ψ1为内区拟压力，atm/(mPa.s)；ψ2为外区拟压力，atm/(mPa.s)；Z1为内区气体压缩因子，无因次；Z2为外区气体压缩因子，无因次；psc为标况条件下压力，atm；T为页岩气藏温度，K；Zsc为标况条件下压缩因子，无因此；Tsc为标况条件下温度，K；ψw为井底拟压力，atm/(mPa.s)。优选的，上述步骤S14中，基于所述线性化后的数学模型，求得页岩气藏直井井底压力解。具体可分为如下3个过程：过程1：基于所述线性化后的数学模型，建立无因次的线性化数学模型。所述无因次的线性化数学模型为：...

【技术保护点】
1.一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，其特征在于，包括：/n建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设；/n建立对应的页岩气藏直井试井数学模型；/n选用合理的拟压力函数，实现数学模型的线性化；/n求得页岩气藏直井井底压力解。/n

【技术特征摘要】
1.一种页岩气藏直井压裂改造后井底压力解计算方法，其特征在于，包括：
建立考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设；
建立对应的页岩气藏直井试井数学模型；
选用合理的拟压力函数，实现数学模型的线性化；
求得页岩气藏直井井底压力解。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，考虑径向复合特征和吸附解吸特征的页岩气藏直井试井数学模型的物理假设为：
①气体在地层中作平面径向渗流；
②流体在地层流动为等温流动；
③气井半径为rw，考虑井筒储存和表皮的影响；
④气井生产前，地层中各点的压力均布，均为pi；
⑤忽略重力和毛管力的影响；
⑥流体流动为低速非达西渗流；
⑦地层均质、等厚、各向同性，井以一常产量q生产；
⑧地层岩石不可压缩。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述页岩气藏直井试井数学模型为：



式中，Ct＝Cg+Cd，Ct为综合压缩系数，atm-1；Ct1为内区综合压缩系数，atm-1；Ct2为外区综合压缩系数，atm-1；Cg为气体压缩系数，atm-1；Cd为页岩基质块解吸压缩系数，Bg为体积系数，无因次；ρB为页岩基质块密度，cm3/g；Vm为页岩气等温吸附线的体积常数，cm3/g；b为等温吸附线压力常数，MP-1；p1为内区压力，atm；p2为外区压力，atm；pi为初始压力，atm；pw为井底压力，atm；Cg1为内区气体压缩系数，atm-1；Cg2为外区气体压缩系数，atm-1；λb1为内区启动压力梯度，atm/cm；λb2为外区启动压力梯度，atm/cm；r为任一点离井筒的距离，cm；rwe为等效半径，cm；R为内区半径，cm；μ1为内区气体粘度，mPa.s；μ2为外区气体粘度，mPa.s；φ为裂缝孔隙度，％；K1为内区渗透率，D；K2为外区渗透率，D；t为时间，s；h为有效厚度，cm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜宝益，雷怀玉，王家亮，王茜，周琛，邢金艳，任玉秀，邢占涛，潘赟，符文康，
申请(专利权)人：中国华电集团科学技术研究总院有限公司，中国华电集团清洁能源有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11