【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天然气水合物资源开发领域，具体涉及一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法。
技术介绍
1、天然气水合物(简称水合物)资源储量巨大，被认为是21世纪最具有商业开发前景的新型清洁能源。与页岩气、煤层气等以气体状态赋存的天然气资源不同的是，水合物是以固态的形成赋存在地下多孔介质中。因此，水合物原位开采的基本思路是先打破水合物的相平衡状态，将固态的水合物分解成可流动的气和水，然后再由井筒采出。
2、目前，普遍认为降压法是经济开采水合物的可行方法，也是目前海洋水合物试采的主流方法。在降压过程中，井底低压逐渐向储层传播，导致井周水合物逐渐分解，并在远离井筒方向上依次形成水合物完全分解区，水合物局部分解区和水合物重构区。因此，与其他油气藏不同的是，水合物藏开发方案设计需要充分考虑水合物独特的相行为。
3、水合物分解范围代表着单井控制储量，是水合物藏开发方案设计的基础。目前主要通过数值模拟分析矿场尺度下水合物的分解行为，这种方法计算量大，同时由于存在水合物完全分解区、水合物局部分解区和水合物重构区，三者彼此之间的界线难以定量化确定，导致模拟技术结果难以符合实际情况，不利于工程应用。因此，本专利技术提出了可量化、具有实际生产意义的新参数，即水合物等效分解半径。该参数基于容积法储量计算方法定义，利用整体思想，而不用人为区分上述三个区域的边界，还可进行定量化计算。因此具有重要的物理意义。
4、另外，水合物分解范围受储层孔隙度、储层渗透率、储层压力、储层温度、水合物饱和度、井底压力等多维地质工程因素
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法。基于容积法储量计算方法定义了水合物等效分解半径来定量评估单井控制储量，并建立了水合物等效分解半径与多个工程地质因素之间的多元回归方程，实现了水合物等效分解半径的快速、准确预测，从而指导水合物藏开发方案的设计。
2、本专利技术采取的技术方案是：
3、一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，包括以下步骤：
4、步骤1：确定影响水合物分解的工程地质因素；
5、步骤2：确定各工程地质因素取值范围，并采用单一控制变量法设计数值模拟方案；
6、步骤3：基于水合物开发数值模拟器建立单井降压开采数值模型，并根据模拟方案开展数值模拟，得到不同模拟方案下累计水合物分解量随生产时间变化的数据；
7、步骤4：基于容积法储量计算方法建立包含生产时间参数的水合物等效分解半径计算模型，并选取目标开采周期下的水合物等效分解半径值作为因变量；所述开采周期根据开采成本、经济效益、采收率综合确定。
8、步骤5：开展单因素分析，确定单个工程地质因素与步骤4计算的水合物等效分解半径之间的数学关系；
9、步骤6：基于步骤5单因素分析结果，构建步骤4计算的水合物等效分解半径与多个工程地质因素之间的多元回归方程，并基于步骤3的模拟数据拟合得到回归系数；
10、步骤7：将目标开采水合物藏的工程地质数据代入步骤6中的多元回归方程，预测得到目标水合物藏的水合物等效分解半径。
11、进一步地，在步骤1中，工程地质因素包括储层孔隙度、储层渗透率、水合物饱和度、储层压力、储层温度和井底压力。
12、进一步地，在步骤2中，设计数值模拟方案时，采用公式(1)计算模拟储层温度下的水合物相平衡压力，并使得储层压力的取值大于水合物相平衡压力，以保证初始水合物处于相平衡状态；
13、当t≥273.2k时，
14、ln pe＝-1.94138504464560×105+3.31018213397926×103t
15、-2.25540264493806×101t2+7.67559117787059
16、×10-2t3-1.30465829788791×10-4t4
17、+8.86065316687571×10-8t5
18、当t<273.2k时，
19、ln pe＝-4.38921173434628×101+7.76302133739303×10-1t
20、-7.27291427030502×10-3t2+3.85413985900724
21、×10-5t3-1.03669656828834×10-7t4
22、+1.09882180475307×10-10t5 (1)
23、其中，pe为水合物相平衡压力，mpa；t为储层温度，k；
24、采用控制单一变量法设计数值模拟方案，且每个因素水平设置不低于5个，以满足单因素分析要求。
25、进一步地，在步骤3中，所述水合物数值模拟器为tough+hydrate、hydrateressim、mh21-hydres、cmg stars数值模拟器中的一种。
26、进一步地，在步骤3中，所述单井降压开采水合物数值模型的建模步骤包括：
27、s1：建立几何模型：取单位储层厚度建立几何模型，模型平面尺寸不低于500m×500m，以准确模拟开采过程中的温度和压力传递；
28、s2：网格剖分：平面上最大网格尺寸不大于50m×50m，且由模型边界向中心逐渐加密，以保证数值求解的准确性；
29、s3：设置井单元：将开发井置于几何模型中心，根据矿场井身结构设定模拟井眼的尺寸；
30、s4：设置边界条件：考虑模型尺寸足够大，模型四周设定为恒温恒压边界；
31、s5：设置初始条件：根据步骤2中的模拟方案，设置模型储层孔隙度、储层渗透率、水合物饱和度、储层压力、储层温度和井底压力；
32、s6：模型求解：设定模拟时长，模型求解得到累计水合物分解量随时间变化的数据。
33、进一步地，在步骤s1中，考虑到模型的对称性，建立1/4模型以降低计算量。
34、进一步地，在步骤4中，采用公式(2)计算水合物等效分解半径：
35、
36、其中，re为不同开采周期下的水合物等效分解半径，m；md为不同生产时间下累计分解的水合物质量，kg；t为生产时间，d；ρh为水合物密度，kg/m3；为储层孔隙度，无量纲；sh为水合物饱和度，无量纲。
37、进一步地，在步骤5中，采用最小二乘法拟合得到单个工程地质因素与水合物等效分解半径的数学关系，拟合时，先采用线性函数拟合，如果拟合度达到0.99，则认为满足线性关系，如果达不到，则进一步采用二次多项式函数和对数函数进行拟合，并选取拟合度最高的作为拟合关系式，见公式(3)，
38、y＝gi(xi) (3)
39、其中，y表示拟合所需的水合物等效分解半径，对应re，m；xi表示单个工程地质因本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤1中，所述工程地质因素包括储层孔隙度、储层渗透率、水合物饱和度、储层压力、储层温度和井底压力。
3.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤2中，设计数值模拟方案时，采用公式(1)计算模拟储层温度下的水合物相平衡压力，并使得储层压力的取值大于水合物相平衡压力，以保证初始水合物处于相平衡状态；
4.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述水合物数值模拟器为TOUGH+HYDRATE、HydrateResSim、MH21-HYDRES、CMGSTARS数值模拟器中的一种。
5.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述单井降压开采水合物数值模型的建模步骤包括：
6.如权利要求5所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征
7.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤4中，采用公式(2)计算水合物等效分解半径：
8.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤5中，采用最小二乘法拟合得到单个工程地质因素与水合物等效分解半径的数学关系，拟合时，先采用线性函数拟合，如果拟合度达到0.99，则认为满足线性关系，如果达不到，则进一步采用二次多项式函数和对数函数进行拟合，并选取拟合度最高的作为拟合关系式，见公式(3)，
9.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤6中，基于步骤5中确定的数学关系构建多元回归方程的函数形式，见公式(4)，并采用最小二乘法得到拟合系数。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤1中，所述工程地质因素包括储层孔隙度、储层渗透率、水合物饱和度、储层压力、储层温度和井底压力。
3.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤2中，设计数值模拟方案时，采用公式(1)计算模拟储层温度下的水合物相平衡压力，并使得储层压力的取值大于水合物相平衡压力，以保证初始水合物处于相平衡状态；
4.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述水合物数值模拟器为tough+hydrate、hydrateressim、mh21-hydres、cmgstars数值模拟器中的一种。
5.如权利要求1所述的一种考虑多因素的水合物等效分解半径预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述单井降压开采水...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂帅帅，
申请(专利权)人：河北石油职业技术大学，
类型：发明
国别省市：
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