【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及页岩气藏生产开发，尤其涉及一种基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法。
技术介绍
1、页岩储层具有显著的超致密、特低孔、特低渗的纳米孔隙结构，且其孔渗结构及其复杂，故其开发需要经过大规模加砂压裂等手段改造储层，使压裂后形成的诱导缝沟通储层的天然裂缝，从而形成纵横交错的裂缝网格才能获得有效产能。另外，由于页岩储层中基质吸附气的解吸和纳米级储层孔隙中传质扩散机理，使得其中的流体流动过程异常复杂，这些复杂因素建立起的渗流数学模型也因此十分复杂而往往不能使用常规方法求解。故而常规试井分析方法无法直接应用到页岩气藏的数值解释中，通过数值求解方法，可以对复杂的页岩气藏试井数学模型进行直接求解，得到更加精确的页岩储层参数。
2、在目前的数值试井研究中，有限差分法和有限元法是目前运用最为广泛的数值计算方法。然而这些方法在数值计算中都是基于网格来进行的，最终的运算精度会受到网格划分的影响，对于不符合规定的网格需要重新构建，在解决裂缝扩展问题时需要不断重新划分网格，这大大增加计算量，处理过程的前后也非常复杂，导致现有的页岩气藏压裂水平井数值试井分析准确性不够。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，解决现有技术中对于页岩气藏压裂水平井数值试井分析采用的数值计算方法的计算量过大，导致分析准确性较差的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法
3、s1：建立考虑复杂流动机理的页岩储层基质系统气相渗流模型；
4、s2：建立考虑复杂流动机理的页岩储层裂缝系统气相和水相渗流模型；
5、s3：根据基质系统和裂缝系统的渗流模型，建立页岩气藏的气-水两相渗流模型；
6、s4：利用伽辽金无网格法求解页岩气井的气-水两相渗流模型并给出对应的数值积分方法；
7、s5：根据邻近平均法确定无网格法支持域，从而构建无网格节点系统；
8、s6：根据构建的无网格节点系统的特点采用coo组织矩阵压缩并采用csr格式进行存储，最终带入到pardiso求解器中进行求解以保证该数值试井分析方法的准确性；
9、s7：划分不同流动特征段形成页岩气藏压裂水平井数值试井分析方法；
10、s8：基于该方法拟合页岩气井的实测数据，获得页岩气藏压裂水平井试井分析典型曲线。
11、其中，在步骤s1中，所述复杂流动机理包括解吸机理、拟稳态扩散、非稳态扩散和渗流机理。
12、其中，在步骤s1中，所述页岩储层基质系统气相渗流模型的建立过程为：
13、s11：建立页岩气等温吸附模型，得：
14、
15、式中：v为吸附气量，单位为cm3/g；vl为langmuir体积，单位为cm3/g；pl为langmuir压力，单位为mpa；
16、s12：建立页岩储层基质系统气相渗流模型，建立公式为：
17、
18、其中气体从基质向裂缝系统窜流量表示为：
19、
20、其中形状因子表示为：
21、
22、其中基质岩石压缩系数表示为：
23、
24、其中地层气体压缩系数为：
25、
26、式中：lx,ly,lz为基质岩块在x，y，z方向上的长度，单位为m；α为维度因子，无因次；km为基质有效渗透率，单位为μm2；μmg为基质气体黏度，单位为mpa·s；bg为气体体积系数，单位为m3/m3；pm为基质孔隙压力，单位为mpa；φm为基质孔隙度；pfg为裂缝系统气相压力，单位为mpa；vd为单位体积基质解吸量；vl为langmuir体积常数，单位为cm3/g；pl为langmuir压力常数，单位为mpa；p0为基质原始孔隙压力，单位为mpa。
27、其中，在步骤s2中，所述页岩储层裂缝系统气相和水相渗流模型的建立过程为：
28、s21：考虑应力敏感的影响，建立指数型应力敏感修正裂缝系统渗透率：
29、
30、其中：
31、
32、式中：k0为裂缝系统初始渗透率，单位为μm2；cφ为岩石压缩系数，单位为mpa-1；σ为岩石有效应力，单位为mpa；a为流体流过的截面积，单位为m2；n为裂缝条数；l为裂缝长度，单位为m；ξ为裂缝有效宽度，单位为m；
33、s22：建立考虑复杂流动机理的页岩储层裂缝系统气相和水相渗流模型，得：
34、气相：
35、
36、水相：
37、
38、式中：α为维度因子，无因次；bg、bw为裂缝系统中气和水的体积系数，单位为m3/m3；pfg、pfw为裂缝系统中气相和水相的压力，单位为mpa；qsg、qsw为裂缝系统中气和水的井筒产量，单位为kg/s；φf为裂缝系统的孔隙度；sfg、sfw为裂缝系统中气相和水相的饱和度。
39、其中，在步骤s3中，所述页岩气井的气-水两相渗流模型的建立过程为：
40、s31：在开关井后的一段时间内，由于井筒储集影响的地面产量不等于井底产量，故推导获得压裂水平井数值试井产量模型，包括压裂水平井压降产量模型和压裂水平井压恢产量模型，得：
41、压裂水平井压降产量模型：
42、
43、压裂水平井压恢产量模型：
44、
45、其中：
46、
47、式中：flm,i为井指数；为第m条裂缝中第i个节点的地层气相流量；c为井筒储集系数；fm,i为第m条裂缝中第i个节点的产量分数；pfm,i为地层压力；
48、s32：联立基质系统中建立的气相连续性方程和裂缝系统中建立的气、水的连续性方程，得到考虑复杂流动机理的页岩气的基本渗流方程：
49、
50、s33：在对页岩气的基本渗流方程数值模拟和求解前，需要对初始条件和边界条件进行定义，模型的定解条件包括裂缝和基质系统的边界条件和初始条件，初始条件需给定初始时刻的压力及饱和度参数分布，假设裂缝和基质系统初始压力相同，得到初始压力条件为：
51、
52、s34：由于研究对象为一封闭单元，因此数学模型外边界封闭，而内边界为定井底流压生产，则模型内边界条件为：
53、pfg(x,y,t)＝pwf(t)
54、外边界条件为：
55、
56、其中，在步骤s4中，采用隐式压力和显示饱和度交替求解的数值求解方法进行求解前先离散得到相应的方程：
57、基质系统气相流动方程efgm数值模型：
58、
59、裂缝系统气相流动方程efgm数值模型：
60本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
6.如权利要求5所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
7.如权利要求6所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
8.如权利要求7所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于页岩气复杂流动机理的压裂水平井数值试井分析方法，其特征在于，
...【专利技术属性】
技术研发人员：向祖平，徐有杰，钟智聪，李巍，甯波，敖翔，严小勇，陈中华，张小涛，刘哲知，
申请(专利权)人：重庆科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。