一种基于扩散系数的分支水平井开采方法与流程

技术特征：

1.一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：确定目标储层的岩心绝对渗透率k₀、岩心扩散系数D_k和页岩气的粘度μ_g；

步骤2：建立扩散系数影响下的气水两相渗流公式：

$\left\{\begin{array}{c}{q}_w=-\frac{k_0{k}_{rw}}{{\mathrm{\μ}}_w}\frac{dp}{dx}\\ q_g=-\frac{k_0{k}_{rg}}{{\mathrm{\μ}}_g}(1+\frac{5}{8k_0}\frac{{\mathrm{\μ}}_g{D}_k}{p})\frac{dp}{dx}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，k_rw表示水相相对渗透率；μ_w表示水相粘度；表示储集层的压力梯度；q_w表示分支水平井的理论日产水量；q_g表示分支水平井的日产气量；k_rg表示页岩气相对渗透率；D_k表示岩心扩散系数；p表示储集层任意位置的压力；

步骤3：计算分支水平井页岩气产量的理论值q₀；

步骤4：根据步骤3中的q₀进行分支水平井日实际产量q_s的投产，即使q_s＝q₀，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；

步骤5：当所述步骤4的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的产量q_s，记为q₁；

步骤6：根据步骤5中的q₁进行分支水平井的日实际产量q_s的投产，即使q_s＝q₁，同时记录生产时间，并绘制分支水平井日实际产量和时间的曲线图A，以及绘制分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B；

步骤7：当所述步骤6的曲线图A出现跳变点时，调整分支水平井的日实际产量q_s，记为q₂；

步骤8：重复步骤6和步骤7直至分支水平井产量和时间的曲线图A不出现跳变点为止，此时分支水平井的日实际产量将不再进行调整；

步骤9：在分支水平井日实际产水量和时间的曲线图B上对日产水量求和得到累计产水量Q_水总，当累计产水量和临界产水量相等时，分支水平井报废。

2.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤1中岩心绝对渗透率K₀通过岩心渗透率自动测定仪测定。

3.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤1中岩心扩散系数D_k通过实验室测定获得。

4.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤1中页岩气的粘度μ_g通过曲线拟合法获得。

5.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤3中计算分支水平井页岩气产量的理论值q₀的具体方法为：

按照稳定渗流理论，利用拟函数法对公式(1)进行积分得出页岩气产量公式为：

$q_0=\frac{{\mathrm{\πk}}_0{l}_0{Z}_{sc}{T}_{sc}{\mathrm{\ρ}}_{gsc}}{p_{sc}{\mathrm{T\μ}}_{g}Z}\underset{n=1}{\overset{m}{\Σ}}\frac{{(p_e+\frac{5{\mathrm{\μ}}_g{D}_k}{8k_0})}^2-{(p_{wn}+\frac{5{\mathrm{\μ}}_g{D}_k}{8k_0})}^2}{ln\frac{R\left(t\right)}{r_{wn}}}---\left(2\right)$

式中，l₀表示气层水平长度；Z_sc表示标准状态下气体压缩因子；T_sc表示标准状态下温度；ρ_gsc表示标准状态下气体密度；p_sc表示标准状态下压力；T表示地层温度；Z表示气体压缩因子；p_e表示原始地层压力；p_wn表示水平井分支井底压力；R(t)表示水平井分支影响下的动边界；r_wn表示分支井井筒半径。

6.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤5中调整分支水平井的产量q_s的具体方法为：

步骤5.1：根据分支水平井的钻井和射孔资料确定分支数m和各相邻分支井射孔位置的间距l，并建立基于扩散系数的调整函数如下：

$f\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\left(m-IN\left(Tt{\left(\frac{l}{2\mathrm{\β}v}\right)}^{-1}\right)\right)& IN\left(Tt{\left(\frac{l}{2\mathrm{\β}v}\right)}^{-1}\right)\<m\\ 1& IN\left(Tt{\left(\frac{l}{2\mathrm{\β}v}\right)}^{-1}\right)\≥m\end{array}\right.---\left(3\right)$

其中

步骤5.2：按照步骤5.1的调整函数对分支水平井的产量q_s进行调整，

$q_1=\frac{{\mathrm{\πk}}_0{l}_0{Z}_{sc}{T}_{sc}{\mathrm{\ρ}}_{gsc}}{p_{sc}{\mathrm{T\μ}}_{g}Z}\underset{n=1}{\overset{f\left(t\right)}{\Σ}}\frac{{(p_e+\frac{5{\mathrm{\μ}}_g{D}_k}{8k_0})}^2-{(p_{wn}+\frac{5{\mathrm{\μ}}_g{D}_k}{8k_0})}^2}{ln\frac{R\left(t\right)}{r_{wn}}}---\left(4\right)$

式中，q₁表示气井井口调整日产量。

7.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤9中累计产水量Q_水总的计算方法为：

式中，q_日产水表示页岩气井日实际产水量。

8.根据权利要求1所述的一种基于扩散系数的分支水平井开采方法，其特征在于，所述步骤9中临界产水量通过目标储集层的探井和试井资料来确定。