多段压裂页岩气水平井不稳定线性流分析.pdfVIP

第 14卷 第 14期 2014年5月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．14 No．14 May2014 l671— 1815(2014)14—0038—07 ScienceTechnologyandEn~neefing ⑥ 2014 Sci．Tech．Engrg． 多段压裂页岩气水平井不稳定线性流分析 丁志文 赵 超 雷 刚 丁道权 封钦亚 姚健欢 (中国石油大学石油工程教育部重点实验室 ，北京 102249) 摘 要 基于三重介质模型的解析解，分析多孔介质参数，如水力裂缝储容比、天然裂缝储容比、天然裂缝窜流系数和基质窜 流系数，对无因次产量递减曲线的影响，提出中晚期不稳定线性流控制判断标准；基于三重介质模型的分析方法分析国外某 多段压裂页岩气水平井生产数据，并对水力裂缝半长进行评价，通过油藏数值模拟进行验证，最终得出该井水力裂缝半长为 42．2m。研究表明：基于三重介质模型计算的水力裂缝半长更为准确 ，结合不稳定线性流分析方法和油藏数值模拟方法能有 效提高计算结果精度。 关键词 三重介质模型 页岩气 不稳定线性流 油藏数值模型 裂缝 中图法分类号 TE332； 文献标志码 A 中国页岩气资源丰富，开发前景广阔，尚处于勘 性质差异较大，不能笼统的归为一类 。程远方等 探开发的起步阶段…，美国进行了页岩气革命，由 建立了考虑溶洞情况的三重介质页岩气渗流模型， 此产生的先进理论和技术尤为宝贵，值得借鉴。页 但并没有考虑水力裂缝与天然裂缝的差别 。显然， 岩气藏渗透率极低 ，页岩基质的渗透率低至 10 国内针对页岩气多段水力压裂水平井渗流研究主要 md，基质孔隙度范围为 1％～6％ ，多段水力压裂 集中在双重介质模型上，这给不稳定线性流的解释 水平井成为经济开发页岩气的有效手段。通过压裂 会带来极大的不确定性。为此，笔者基于A1一Ahma— 改造之后，位于体积压裂区(SRV)的孔渗结构系统 di_m提出的三重介质模型，对页岩气水平井渗流规律 极其复杂，主要包括基质、低渗透率的天然裂缝和高 做了研究，包括三重介质水力裂缝储容 比、天然裂缝 渗透率的大裂缝 (水力压裂缝)，如图 1(a)所示。 储容比、天然裂缝窜流系数和基质窜流系数对无因次 根据对 Barnet页岩气 田页岩气井的调研，可以看 出 产量递减曲线的影响研究，晚期不稳定线性流判断标 许多水力压裂页岩气井表现出不稳定线性流特征， 准研究，不稳定线性流阶段的实际应用方法研究以及 在产量一时问双对数曲线上表现为一1／2斜率直线 不稳定线性流的数值模拟和解析计算结果对比。 段，而且对于许多气井来说它是唯一可供分析的流 1 三重介质模型 态 。在 中国页岩气勘探开发热潮 中，国内不少学 者对页岩气多段水力压裂水平井渗流规律做了大量 页岩气藏多为天然裂缝性气藏，经水力压裂改 研究：李欣等_4提出了页岩气水平井封 闭边界垂直 造之后，形成复杂的裂缝系统，如图1(a)所示，本文 裂缝线性流气藏的解析解，并用于计算孔隙体积和 研究区域为SRV区，因为早中期的页岩气产量主要 原始天然气储量；徐兵详等 等基于页岩气井线性 由SRV区提供，到生产后期非压裂区的贡献才凸显 非稳定流动特点，运用双重孔隙线性瞬态流典型 曲 出来。SRV区由三种连续的孔隙介质组成：基质、 线分析了国外页岩气藏一 口多段水平井产量数据并 低渗透的微裂缝和高渗透的大裂缝 (水力压裂缝)。 对储量进行了评价；彭凯等 对页岩气藏三种典型 大部分的流体通过大裂缝流到油井中，而这些流体 的双重介质渗流模型进行 了对 比研究，得 出De 最初都是来 自微裂缝，基质中的流体只会流到微裂 Swaan渗流模型更适合页岩气藏；段永刚等 ’对传 缝中，流体的流