页岩气井产能的预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种页岩气井产能的预测方法及装置，该方法包括：根据体积压裂页岩气井的线性流生产动态模型，建立页岩气井拟压力与页岩气产量的动态变化关系，该动态变化关系包含多个基础参数和多个未知参数；利用页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，并利用该主裂缝半长更新该动态变化关系；基于更新后的动态变化关系，通过特征流动段识别方法获得参数约束方程；利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域；利用该概率分布模式及相应的可信域，根据更新后的该动态变化关系预测所述页岩气井的产能。本发明专利技术能够量化产能预测的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然气开发
，尤其涉及一种页岩气井产能的预测方法及装置。
技术介绍
气井产能评价即生产动态分析，一直以来都是油藏工程师的核心任务之一。当气井正式投入生产以后，利用日常的生产动态数据进行生产特征分析，进行气井参数评价、(可采)储量评估及气井产量预测，能够为早期的气田产能建设及后期生产的调整优化提供可靠信息。目前，较为可靠的产能评价方法是根据多种递减分析模型计算结果，综合确定储层参数合理性和可靠性。根据分析方法所依据的数学模型不同，产能评价方法可以分为经验方法和理论方法两大类。然而，页岩气作为典型的非常规气藏，其气井生产动态的影响因素众多。至今尚没有一种完全成熟的评价页岩气产能的方法。现有产能分析方法需要达到(拟)径向流阶段，才能获得可靠的渗透率和控制储量等关键参数。大量开发实践表明，常规气井在较短时间内能够经历多个流动状态，并且能够较快地达到边界控制流阶段，例如苏里格气田拟稳态起始时间约为300～500d，因此动态参数解释和预测结果可信度高。而页岩气井的自然生产周期很长，例如Barnett页岩气田经改造后地层渗透率为10-4mD时，气井达到拟稳态时间为2.3年，而渗透率为10-6mD时，则需要230年。此外，由于生产数据分辨率通常较低，页岩气的很多流动状态无法清晰地被反映出来，这导致解析模型中的未知参量个数(例如地层-裂缝等参数)大于约束方程个数(特征流动段)，所以页岩气井的解释结果存在多解性。而且，不同的解释结果会对产量预测产生很大影响，且生产历史越短，预测参数所受影响越大。
技术实现思路
本专利技术提供一种页岩气井产能的预测方法及装置，以量化页岩气井产能预测结果的风险。本专利技术提供一种页岩气井产能的预测方法，包括：根据体积压裂页岩气井的线性流生产动态模型，建立页岩气井拟压力与页岩气产量的动态变化关系，所述动态变化关系包含多个基础参数和多个未知参数；利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，并利用所述主裂缝半长更新所述动态变化关系；基于更新后的所述动态变化关系，通过特征流动段识别方法获得参数约束方程；利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域；利用所述概率分布模式及相应的可信域，根据更新后的所述动态变化关系预测所述页岩气井的产能。一个实施例中，利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，包括：利用所述历史生产数据，计算得到产量修正拟压力与真实物质平衡时间的线性关系曲线的斜率值；根据所述动态变化关系变换得到产量修正拟压力与真实物质平衡时间的斜率关系式，并利用所述斜率值和所述斜率关系式计算得到初始主裂缝半长；利用所述初始主裂缝半长，使用修正物质平衡方程计算所述历史生产数据的记录点处的平均地层压力数据；利用所述记录处的平均地层压力数据，通过数值积分方法计算所述记录点处的物质平衡拟时间数据，物质平衡拟时间等于真实物质平衡时间平方；根据利用所述历史生产数据计算得到的产量修正拟压力数据和所述记录点处的物质平衡拟时间数据，重新计算得到所述线性关系曲线的斜率值，利用重新计算的斜率值和所述斜率关系式重新计算所述初始主裂缝半长；判断重新计算的初始主裂缝半长是否收敛，若是，将重新计算的初始主裂缝半长作为所述主裂缝半长。一个实施例中，利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，还包括：若重新计算的初始主裂缝半长不收敛，利用重新计算的初始主裂缝半长依次重新计算所述记录点处的平均地层压力数据、所述记录点处的物质平衡拟时间数据及所述记录点处的物质平衡拟时间数据，并再次重新计算所述线性关系曲线的斜率值和所述初始主裂缝半长，直到再次重新计算的初始主裂缝半长收敛。一个实施例中，所述多个基础参数包括：地层厚度、渗透率、孔隙度、饱和度、等温吸附参数及压裂规模参数；利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域之前，还包括：根据地质数据、岩心实验数据、测井数据及压裂数据，建立所述基础参数中的地层厚度、渗透率、孔隙度、饱和度、等温吸附参数及压裂规模参数的概率分布模型。一个实施例中，所述剩余未知参数包括：裂缝间距及裂缝条数；所述产能评价参数包括：单井控制储量和单井累计气产量。一个实施例中，利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域，包括：根据所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到所述剩余未知参数中的概率分布模式及相应的可信域；利用所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域，计算得到所述产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域。一个实施例中，根据所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域，包括：利用所述概率分布模型对所述基础参数的取值进行分层抽样；结合分层抽样结果和所述参数约束方程，计算得到所述剩余未知参数的概率性结果；根据所述概率性结果，整理得到所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域。一个实施例中，利用所述概率分布模型对所述基础参数的取值进行分层抽样，包括：将所述概率分布模型所对应的累积概率曲线分成N层等范围的概率区间；获取一随机数r，并将所述随机数r修正为分层形式随机数其中，n为所述概率区间的层数序号；利用所述分层形式随机数从第n层概率区间中对所述基础参数的取值进行随机抽样。一个实施例中，根据所述概率性结果，整理得到所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域，包括：对所述剩余未知参数的概率性结果中的剩余未知参数的取值进行顺序排列，得到所述概率分布模式；根据所述概率分布模式计算得到所述剩余未知参数的累积分布，并根据所述累积分布确定所述可信域。一个实施例中，所述动态变化关系为：其中，pi表示原始地层压力，m(pi)表示原始地层的气体拟压力，pw表示井底压力，m(pw)表示井底的气体拟压力，qsc(t)表示t时刻页岩气井的在标准状况下的产量，nf表示裂缝簇数，ns表示裂缝段数，Bg(pi)表示原始地层压力pi下的气体体积系数，kSRV表示动用面积内的有效渗透率，xf表示主裂缝半长，h表示地层厚度，μg(pi)表示原始地层压力pi下的自由气体粘度，表示有效地层孔隙度，ct(pi)表示原始地层压力pi下的修正气体压缩系数，tmba(t)表示t时刻的物质平衡拟时间；tmba(t)=μt(pi)cg(pi)qsc(t)∫0tqsc(τ)μg(pavg)ct(pavg)dτ,]]>其中，μt(pi)表示原始地层压力pi下的修正气体粘度，cg(pi)表示原始地层压力pi下的自由气体压缩系数，qsc(τ)表示τ时刻的页岩气井的在标准状况下的产量，pavg表示平均地层压力，μg(pavg)表示平均地层压力pavg下的自由气体粘度，ct(pavg)表示平均地层压力pavg下的修正气体压缩系数。一个实施例中，所述修正物质平衡方程为：其中，表示平均地层压力pavg下的修正气体偏差系数，表示原始地层压力pi下的修正气体偏差系数，Θ表示吸附气储量修正系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩气井产能的预测方法，其特征在于，包括：根据体积压裂页岩气井的线性流生产动态模型，建立页岩气井拟压力与页岩气产量的动态变化关系，所述动态变化关系包含多个基础参数和多个未知参数；利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，并利用所述主裂缝半长更新所述动态变化关系；基于更新后的所述动态变化关系，通过特征流动段识别方法获得参数约束方程；利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域；利用所述概率分布模式及相应的可信域，根据更新后的所述动态变化关系预测所述页岩气井的产能。

【技术特征摘要】
1.一种页岩气井产能的预测方法，其特征在于，包括：根据体积压裂页岩气井的线性流生产动态模型，建立页岩气井拟压力与页岩气产量的动态变化关系，所述动态变化关系包含多个基础参数和多个未知参数；利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，并利用所述主裂缝半长更新所述动态变化关系；基于更新后的所述动态变化关系，通过特征流动段识别方法获得参数约束方程；利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域；利用所述概率分布模式及相应的可信域，根据更新后的所述动态变化关系预测所述页岩气井的产能。2.如权利要求1所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，包括：利用所述历史生产数据，计算得到产量修正拟压力与真实物质平衡时间的线性关系曲线的斜率值；根据所述动态变化关系变换得到产量修正拟压力与真实物质平衡时间的斜率关系式，并利用所述斜率值和所述斜率关系式计算得到初始主裂缝半长；利用所述初始主裂缝半长，使用修正物质平衡方程计算所述历史生产数据的记录点处的平均地层压力数据；利用所述记录处的平均地层压力数据，通过数值积分方法计算所述记录点处的物质平衡拟时间数据，物质平衡拟时间等于真实物质平衡时间平方；根据利用所述历史生产数据计算得到的产量修正拟压力数据和所述记录点处的物质平衡拟时间数据，重新计算得到所述线性关系曲线的斜率值，利用重新计算的斜率值和所述斜率关系式重新计算所述初始主裂缝半长；判断重新计算的初始主裂缝半长是否收敛，若是，将重新计算的初始主裂缝半长作为所述主裂缝半长。3.如权利要求2所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，利用所述页岩气井的历史生产数据，确定所述多个未知参数中的主裂缝半长，还包括：若重新计算的初始主裂缝半长不收敛，利用重新计算的初始主裂缝半长依次重新计算所述记录点处的平均地层压力数据、所述记录点处的物质平衡拟时间数据及所述记录点处的物质平衡拟时间数据，并再次重新计算所述线性关系曲线的斜率值和所述初始主裂缝半长，直到再次重新计算的初始主裂缝半长收敛。4.如权利要求1所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，所述多个基础参数包括：地层厚度、渗透率、孔隙度、饱和度、等温吸附参数及压裂规模参数；利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域之前，还包括：根据地质数据、岩心实验数据、测井数据及压裂数据，建立所述基础参数中的地层厚度、渗透率、孔隙度、饱和度、等温吸附参数及压裂规模参数的概率分布模型。5.如权利要求1所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，所述剩余未知参数包括：裂缝间距及裂缝条数；所述产能评价参数包括：单井控制储量和单井累计气产量。6.如权利要求1所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，利用所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到剩余未知参数及产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域，包括：根据所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到所述剩余未知参数中的概率分布模式及相应的可信域；利用所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域，计算得到所述产能评价参数的概率分布模式及相应的可信域。7.如权利要求6所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，根据所述基础参数的概率分布模型和所述参数约束方程，计算得到所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域，包括：利用所述概率分布模型对所述基础参数的取值进行分层抽样；结合分层抽样结果和所述参数约束方程，计算得到所述剩余未知参数的概率性结果；根据所述概率性结果，整理得到所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域。8.如权利要求7所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，利用所述概率分布模型对所述基础参数的取值进行分层抽样，包括：将所述概率分布模型所对应的累积概率曲线分成N层等范围的概率区间；获取一随机数r，并将所述随机数r修正为分层形式随机数其中，n为所述概率区间的层数序号；利用所述分层形式随机数从第n层概率区间中对所述基础参数的取值进行随机抽样。9.如权利要求7所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，根据所述概率性结果，整理得到所述剩余未知参数的概率分布模式及相应的可信域，包括：对所述剩余未知参数的概率性结果中的剩余未知参数的取值进行顺序排列，得到所述概率分布模式；根据所述概率分布模式计算得到所述剩余未知参数的累积分布，并根据所述累积分布确定所述可信域。10.如权利要求2所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，所述动态变化关系为：其中，pi表示原始地层压力，m(pi)表示原始地层的气体拟压力，pw表示井底压力，m(pw)表示井底的气体拟压力，qsc(t)表示t时刻页岩气井的在标准状况下的产量，nf表示裂缝簇数，ns表示裂缝段数，Bg(pi)表示原始地层压力pi下的气体体积系数，kSRV表示动用面积内的有效渗透率，xf表示主裂缝半长，h表示地层厚度，μg(pi)表示原始地层压力pi下的自由气体粘度，表示有效地层孔隙度，ct(pi)表示原始地层压力pi下的修正气体压缩系数，tmba(t)表示t时刻的物质平衡拟时间；tmba(t)=μt(pi)cg(pi)qsc(t)∫0tqsc(τ)μg(pavg)ct(pavg)dτ,]]>其中，μt(pi)表示原始地层压力pi下的修正气体粘度，cg(pi)表示原始地层压力pi下的自由气体压缩系数，qsc(τ)表示τ时刻的页岩气井的在标准状况下的产量，pavg表示平均地层压力，μg(pavg)表示平均地层压力pavg下的自由气体粘度，ct(pavg)表示平均地层压力pavg下的修正气体压缩系数。11.如权利要求10所述的页岩气井产能的预测方法，其特征在于，所述修正物质平衡方程为：其中，表示平均地层压力pavg下的修正气体偏差系数，表示原始地层压力pi下的修正气体偏差系数，Θ表示吸附气储量修正系数，Gp(t)表示气井在标准状况下累积产量。12.一种页岩气井产能的预测装置，其特征在于，包括：动态变化关系建立单元，用于执行：根据体积压裂页岩气井的线性流生产动态模型，建立页岩气井拟压力与页岩气产量的动态变化关系，所述动态变化关系包含多个基础参数和多个未知参数；主裂缝半长获取单元，用于执行：利用所述页岩气井的历史生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾爱林，王军磊，何东博，位云生，齐亚东，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11