本申请涉及天然气开发技术领域，特别涉及确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法及装置。
背景技术
随着页岩气开发程度的不断深入，在钻井和压裂技术逐渐成熟的情况下，如何通过气井高效管理以获得较高的开发效益，日益成为各大油气公司关心的核心问题之一。气井的井底压力与时间的对应关系，通常称为气井生产制度，也称为工作制度，是气井日常生产管理中的重要手段，合理的生产制度既能够保证维持较高的气井产能又能够获得较高的远期收益，模拟结果表明气井最终累积产量每提高20％就能提高4％的内部收益率。
水平井钻井与体积压裂是页岩气开发的主要技术手段。压后页岩储层形成了的复杂裂缝网络，这些复杂裂缝网络通过泵入大量的支撑剂获得了较高的导流能力，与薄层状的页岩储层共同构成了具有多尺度渗流空间的“人造气藏”。在气井生产过程中，气体不断采出所引起的地层压力衰竭使得有效应力逐渐增加，渗流空间中支撑剂受到挤压，发生不同程度的嵌入、压碎、溶解等现象。同时页岩特殊的层状储层结构也使得流动通道更容易发生变形，导致流动通道渗透能力显著降低。因此，如何缓解“人造气藏”渗流能力降低成为了页岩气井开发管理工作中的突出问题。
目前页岩气井的最优配产方案长期缺乏科学合理技术支撑，只能借用“初期采用无阻流量几分之几配产，投产1～1.5年后控制年递减率在40～50％”的半经验控压方案，这种方案需要足够的生产动态数据支撑和繁复的总结分析，缺乏开发理论支撑，而且仅适用于地质工程背景相似的区块，不具有推广应用价值。页岩气的高效开发亟需一套科学合理的气井生产制度优化方法，以提高页岩气井的最终可采储量。
技术实现要素：
本申请实施例的目的是提供确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法及装置，以提高页岩气井的最终可采储量。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法及装置是这样实现的：
确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法，提供有目的工区中目的储层的地层属性数据、裂缝属性数据和岩石力学数据；其中，所述目的工区中包括钻遇所述目的储层的目标气井；所述裂缝属性数据用于表征裂缝的物性特征；所述地层属性数据中包括第一裂缝渗透率、地层渗透率、地层孔隙度、地层厚度和原始地层压力；所述第一裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述原始地层压力下的裂缝渗透率；所述方法包括：
基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系；其中，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率；
基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系；
根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
优选方案中，所述方法还提供有所述目的储层中岩石的普式系数；其中，所述普式系数用于表征岩石硬度；确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系，包括：
基于所述岩石力学数据中的毕渥系数和泊松比，以及所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与渗透率应力敏感参数之间的关联关系；
基于所述岩石的普式系数，确定所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系；
根据所述第二裂缝渗透率与所述渗透率应力敏感参数之间的关联关系，以及所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系，确定所述第一关联关系。
优选方案中，采用下述公式确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与渗透率应力敏感参数之间的关联关系：
δp＝pi-pw
其中，kf(pw)和kf(pi)分别表示所述第二裂缝渗透率和所述第一裂缝渗透率；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；α和υ分别表示所述毕渥系数和所述泊松比；η(δp)表示所述渗透率应力敏感参数；δp表示所述原始地层压力减去所述井底压力后得到的压力差；其中，所述渗透率应力敏感参数与所述压力差相关联。
优选方案中，当所述岩石的普式系数大于或等于指定普式系数阈值时，采用下述公式确定所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系：
η(δp)＝aδp+b
δp＝pi-pw
其中，η(δp)表示所述渗透率应力敏感参数；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；δp表示所述原始地层压力减去所述井底压力后得到的压力差；a和b为常数；
当所述岩石的普式系数小于所述指定普式系数阈值时，采用下述公式确定所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系：
η(δp)＝c
其中，c为常数。
优选方案中，所述方法还提供有所述目的储层的在所述原始地层压力下的气体属性数据；其中，所述气体属性数据用于表征所述目的储层中气体的物性特征；确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系，包括：
基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度、所述地层厚度、所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长，以及所述气体属性数据，确定所述目标气井的产量与拟压力差、拟时间、所述第一裂缝渗透率之间的关联关系；其中，所述拟压力差表示所述原始地层压力对应的拟压力与所述井底压力对应的拟压力之差；
基于所述气体属性数据、所述原始地层压力和所述目标气井对应的平均地层压力，确定所述拟时间与所述生产时间之间的关联关系；
基于所述气体属性数据和所述原始地层压力，分别确定所述原始地层压力对应的拟压力与所述原始地层压力的关联关系，以及所述井底压力对应的拟压力与所述井底压力的关联关系；
根据所述目标气井的产量与拟压力差、拟时间、所述第一裂缝渗透率之间的关联关系、所述拟时间与所述生产时间之间的关联关系，以及所述原始地层压力对应的拟压力与所述原始地层压力的关联关系和所述井底压力对应的拟压力与所述井底压力的关联关系，确定所述第二关联关系。
优选方案中，采用下述公式确定所述目标气井的产量与拟压力差、拟时间、所述第一裂缝渗透率之间的关联关系：
其中，q表示所述目标气井的产量；m(pi)-m(pw)表示所述拟压力差，m(pi)和m(pw)分别表示所述原始地层压力对应的拟压力和所述井底压力对应的拟压力；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；ns表示对所述目标气井进行分段压裂处理后的压裂段的数量，nf表示一个所述压裂段内的裂缝数量，wf和xf分别表示所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长；kf(pi)表示所述第一裂缝渗透率；km表示所述地层渗透率，h表示所述地层厚度，φm表示所述地层孔隙度，ηmi表示所述目的储层的在所述原始地层压力下的地层扩散系数；bgi、μgi和cgi分别表示所述气体属性数据中的气体体积系数、气体粘度和气体压缩系数；ta表示所述拟时间。
优选方案中，采用下述公式确定所述拟时间与所述生产时间之间的关联关系：
其中，ta表示所述拟时间；μgi表示所述气体属性数据中的气体粘度，
优选方案中，采用下述公式所述井底压力对应的拟压力与所述井底压力的关联关系：
其中，m(pw)分别表示所述井底压力对应的拟压力；μgi表示所述气体属性数据中的气体粘度，
优选方案中，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系，包括：
根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系；
根据所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系，分别确定多个指定生产时间对应多个所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线，并确定各个所述关系曲线中的极大值点对应的目标井底压力；其中，所述指定生产时间与所述关系曲线一一对应；
对所述指定生产时间和所述目标井底压力进行拟合处理，得到所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置，所述装置提供目的工区中目的储层的地层属性数据、裂缝属性数据和岩石力学数据；其中，所述目的工区中包括钻遇所述目的储层的目标气井；所述裂缝属性数据用于表征裂缝的物性特征；所述地层属性数据中包括第一裂缝渗透率、地层渗透率、地层孔隙度、地层厚度和原始地层压力；所述第一裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述原始地层压力下的裂缝渗透率；所述装置包括：第一关联关系确定模块、第二关联关系确定模块和目标对应关系确定模块；其中，
所述第一关联关系确定模块，用于基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系；其中，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率；
所述第二关联关系确定模块，用于基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系；
所述目标对应关系确定模块，用于根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法及装置，可以基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系，还可以基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系；最后，可以根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。如此，本申请方法可以结合页岩气储层的各种地层属性数据、岩石力学数据和裂缝属性数据，建立一套科学合理的气井生产制度优化方案，以得到最优的井底压力与生产时间的对应关系，从而可以提高页岩气井的最终可采储量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法实施例的流程图；
图2是本申请实施例中多级体积压裂水平井的物理模型的示意图；
图3是本申请实施例中单条裂缝中的气体流动模型的示意图；
图4是本申请实施例中不同生产时间分别对应的所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线的示意图；
图5是本申请实施例中在图4的不同生产时间分别对应的所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线图版中选择的三种生产制度的示意图；
图6是本申请实施例中分别在三种生产制度下的单井累积产量的示意图；
图7是本申请实施例中在两种生产制度下气井的井底压力、地层孔隙压力、总原地应力和有效应力的变化情况的示意图；
图8是本申请确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置的一种实施例的组成结构图；
图9是本申请确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置的另一种实施例的组成结构图。
具体实施方式
本申请实施例提供确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法及装置。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法。所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法可以提供有目的工区中目的储层的地层属性数据、裂缝属性数据和岩石力学数据；其中，所述目的工区中包括钻遇所述目的储层的目标气井；所述裂缝属性数据用于表征裂缝的物性特征；所述地层属性数据中包括第一裂缝渗透率、地层渗透率、地层孔隙度、地层厚度和原始地层压力；所述第一裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述原始地层压力下的裂缝渗透率。不仅如此，所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法还可以提供有在所述原始地层压力下的气体属性数据；其中，所述气体属性数据用于表征所述目的储层中气体的物性特征。
在本实施方式中，所述目的工区可以是指尚待开发或正在开发的工区。例如，四川盆地页岩气产区。该工区中包括页岩气储层，即所述目的储层。该工区还包括钻遇所述目的储层的目标气井。所述目标气井可以指在所述目的储层中已经开设的钻井。
在本实施方式中，可以通过矿场测试和试验测试的方法，获取所述目的储层的地层属性数据、裂缝属性数据、岩石力学数据和在所述原始地层压力下的气体属性数据。这些数据均对优化页岩气井的井底压力与时间的对应关系产生一定影响。其中，页岩气井的井底压力与时间的对应关系，通常可以称为页岩气井的生产制度。
在本实施方式中，可以通过试井和产能测试的方法，获取所述地层属性数据中的地层渗透率和第一裂缝渗透率，以及所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长。其中，所述地层渗透率主要是指在对水平井进行分段压裂处理后，体积改造的有效影响区域内的地层有效渗透率。在该区域内的渗透率可以得到有效改善，这样，气体能够发生有效流动。所述裂缝主要是指在对水平井进行分段压裂处理时，通过支撑剂支撑形成的具有一定宽度和长度的人工裂缝。
在本实施方式中，可以通过测井测试和静压测试等方法，并利用经验公式计算得到所述地层属性数据中的原始地层压力、地层孔隙度，以及所述目标气井中水平井段的长度和井距。还可以通过岩心三轴应力试验方法，获取所述岩石力学数据。其中，所述岩石力学数据可以包括毕渥(biot)系数、泊松比和杨氏模量等，这些数据可以作为渗透率应力敏感参数的影响因素。还可以通过岩心应力敏感实验方法，获取渗透率应力敏感曲线，即裂缝渗透率比值与有效应力的关系曲线，以为后续确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的关联关系提供数据基础。其中，裂缝渗透率比值可以是指所述第二裂缝渗透率与所述第一裂缝渗透率的比值，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率。
在本实施方式中，可以通过高压物性和等温吸附实验方法，获取所述气体属性数据中的气体体积系数、气体粘度、气体压缩系数和郎格缪尔等温吸附曲线。
例如，针对四川盆地页岩气产区某口开发气井x1，可以获取x1井对应的地层属性数据、岩石力学数据和气体属性数据等。表1是x1井对应的基础参数数据表。
表1x1井对应的基础参数数据表
图1是本申请确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法实施例的流程图。如图1所示，所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法，包括以下步骤。
步骤s101：基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系；其中，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率。
在本实施方式中，所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法还可以提供有所述目的储层中岩石的普式系数。其中，所述普式系数用于表征岩石硬度。相应地，基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系，具体可以包括，可以基于所述岩石力学数据中的毕渥系数和泊松比，以及所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与渗透率应力敏感参数之间的关联关系。基于所述岩石的普式系数，确定所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系。可以根据所述第二裂缝渗透率与所述渗透率应力敏感参数之间的关联关系，以及所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系，确定所述第一关联关系。其中，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率。
在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与渗透率应力敏感参数之间的关联关系：
δp＝pi-pw
其中，kf(pw)和kf(pi)分别表示所述第二裂缝渗透率和所述第一裂缝渗透率；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；α和υ分别表示所述毕渥系数和所述泊松比；η(δp)表示所述渗透率应力敏感参数；δp表示所述原始地层压力减去所述井底压力后得到的压力差；其中，所述渗透率应力敏感参数与所述压力差相关联。
在本实施方式中，当所述岩石的普式系数大于或等于指定普式系数阈值时，可以采用下述公式确定所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系：
η(δp)＝aδp+b
δp＝pi-pw
其中，η(δp)表示所述渗透率应力敏感参数；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；δp表示所述原始地层压力减去所述井底压力后得到的压力差；a和b为常数。
当所述岩石的普式系数小于所述指定普式系数阈值时，可以采用下述公式确定所述渗透率应力敏感参数与所述井底压力之间的关联关系：
η(δp)＝c
其中，c为常数。常数a、b和c具体可以根据不同硬度的岩心样品的裂缝渗透率比值与有效应力的关系曲线来确定。
在本实施方式中，所述指定普式系数阈值的取值范围可以为2～3。
步骤s102：基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系。
在本实施方式中，图2是本申请实施例中多级体积压裂水平井的物理模型的示意图。图3是本申请实施例中单条裂缝中的气体流动模型的示意图。可以在如图2和图3所示的多级体积压裂水平井的物理模型和单条裂缝中的气体流动模型的基础上，基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系。其中，所述多级体积压裂水平井的物理模型具有以下定义：(1)地层均匀等厚，气体主要流动区域存在于人工裂缝之间；(2)地层渗透率极低，渗流过程中不受裂缝干扰影响(3)水平井压裂nf段，每段内形成ns条裂缝，人工裂缝均匀分布、属性相同；(4)人工裂缝上下完全贯穿地层，具有导流能力。如图2和图3所示，裂缝垂直于水平井筒的方向，气体从地层通过解吸、弹性压缩等方式向裂缝流动，流入裂缝后，沿裂缝向井筒流动，最终被采出。在图2和图3中，裂缝半长为xf，裂缝间距为xs，裂缝长度为2xf，地层厚度为h。图2中的srv宽度表示体积改造的有效影响区域的宽度，单级长度ls为每个压裂段的长度，即水平井筒长度lw除以水平井压裂段的数量nf的值，裂缝间距xs为单级长度ls除以每个压裂段内裂缝的数量ns的值。图3中的灰色立方体表示裂缝，灰色圆柱体表示水平井筒。
在本实施方式中，基于所述物理模型，根据气体在地层中的渗流规律，以及气体在裂缝中的渗流规律，可以建立气体从地层流入裂缝、从裂缝流入井筒的双线性流数学模型，也就是基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系，具体可以按照下述步骤来确定：
(1)、基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度、所述地层厚度、所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长，以及所述气体属性数据，确定所述目标气井的产量与拟压力差、拟时间、所述第一裂缝渗透率之间的关联关系；其中，所述拟压力差表示所述原始地层压力对应的拟压力与所述井底压力对应的拟压力之差；
(2)、基于所述气体属性数据、所述原始地层压力和所述目标气井对应的平均地层压力，确定所述拟时间与所述生产时间之间的关联关系；
(3)、基于所述气体属性数据和所述原始地层压力，分别确定所述原始地层压力对应的拟压力与所述原始地层压力的关联关系，以及所述井底压力对应的拟压力与所述井底压力的关联关系；
(4)、根据所述目标气井的产量与拟压力差、拟时间、所述第一裂缝渗透率之间的关联关系、所述拟时间与所述生产时间之间的关联关系，以及所述原始地层压力对应的拟压力与所述原始地层压力的关联关系和所述井底压力对应的拟压力与所述井底压力的关联关系，确定所述第二关联关系。
在本实施方式中，采用下述公式确定所述目标气井的产量与拟压力差、拟时间、所述第一裂缝渗透率之间的关联关系：
其中，q表示所述目标气井的产量；m(pi)-m(pw)表示所述拟压力差，m(pi)和m(pw)分别表示所述原始地层压力对应的拟压力和所述井底压力对应的拟压力；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；ns表示对所述目标气井进行分段压裂处理后的压裂段的数量，nf表示一个所述压裂段内的裂缝数量，wf和xf分别表示所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长；kf(pi)表示所述第一裂缝渗透率；km表示所述地层渗透率，h表示所述地层厚度，φm表示所述地层孔隙度，ηmi表示所述目的储层的在所述原始地层压力下的地层扩散系数；bgi、μgi和cgi分别表示所述气体属性数据中的气体体积系数、气体粘度和气体压缩系数；ta表示所述拟时间。
在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述拟时间与所述生产时间之间的关联关系：
其中，ta表示所述拟时间；μgi表示所述气体属性数据中的气体粘度，
在本实施方式中，可以采用下述公式所述井底压力对应的拟压力与所述井底压力的关联关系：
其中，m(pw)分别表示所述井底压力对应的拟压力；μgi表示所述气体属性数据中的气体粘度，
类似地，可以采用下述公式所述原始地层压力对应的拟压力与所述原始地层压力的关联关系：
其中，m(pi)分别表示所述井底压力对应的拟压力；μgi表示所述气体属性数据中的气体粘度，
在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述平均地层压力：
其中，pavg表示所述目标气井对应的平均地层压力，
在本实施方式中，可以采用下述公式分别确定在指定压力下的修正气体偏差系数和修正气体压缩系数：
其中，p表示所述指定压力，可以为所述平均地层压力pavg、所述原始地层压力pi或所述井底压力pw；
步骤s103：根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
在本实施方式中，根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系，具体可以包括，可以根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系。可以根据所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系，分别确定多个指定生产时间对应多个所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线，并确定各个所述关系曲线中的极大值点对应的目标井底压力。其中，所述指定生产时间与所述关系曲线一一对应。可以对所述指定生产时间和所述目标井底压力进行拟合处理，得到所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系：
其中，q表示所述目标气井的产量；m(pi)-m(pw)表示所述拟压力差，m(pi)和m(pw)分别表示所述原始地层压力对应的拟压力和所述井底压力对应的拟压力；pw和pi分别表示所述井底压力和所述原始地层压力；α和υ分别表示所述毕渥系数和所述泊松比；η(δp)表示所述渗透率应力敏感参数；δp表示所述原始地层压力减去所述井底压力后得到的压力差；ns表示对所述目标气井进行分段压裂处理后的压裂段的数量，nf表示一个所述压裂段内的裂缝数量，wf和xf分别表示所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长；kf(pw)表示所述第二裂缝渗透率；km表示所述地层渗透率，h表示所述地层厚度，φm表示所述地层孔隙度，ηmi表示所述目的储层的在所述原始地层压力下的地层扩散系数；bgi、μgi和cgi分别表示所述气体属性数据中的气体体积系数、气体粘度和气体压缩系数；ta表示所述拟时间。
在本实施方式中，根据所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系，分别确定多个指定生产时间对应多个所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线，具体可以包括，可以从所述目标气井的生产动态数据中分别获取一组生产数据。其中，该组生产数据包括拟压力差和对应的生产时间的数据。然后，根据该组生产数据中的拟压力差和对应的生产时间，分别确定产量修正拟压力差和根号下生产时间。这样，便可以得到一组包括产量修正拟压力差和根号下生产时间的数据，其中，产量修正拟压力差和根号下生产时间一一对应。接着，可以将多个产量修正拟压力差和根号下生产时间的数据点绘制在直角坐标系中，利用线性回归分析的方法，确定所述产量修正拟压力差和根号下生产时间之间的拟合直线的斜率m。将所述斜率m代入所述确定所述平均地层压力对应的公式中，可以得到不同指定生产时间t分别对应的平均地层压力pavg，进而得到不同指定生产时间t分别对应的拟时间ta。最后，将不同指定生产时间t分别对应的拟时间ta代入所述目标气井的产量与所述井底压力、所述生产时间之间的关联关系对应的公式，可以得到多个指定生产时间对应多个所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线。
例如，图4是本申请实施例中不同生产时间分别对应的所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线的示意图。图4中的横坐标和纵坐标分别为井底压力和单井日产量，单位分别为兆帕(mpa)和万方/天。如图4所示，可以根据6个不同生产时间分别对应的所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线，确定各个所述关系曲线中的极大值点对应的目标井底压力。然后再可以对多个生产时间和多个目标井底压力进行拟合处理，得到所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系，即所述目标气井的最优生产制度。
在本申请一个实施方式中，所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法还可以包括：可以根据所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系和所述第一关联关系，建立所述目标气井在所述最优生产制度下的全过程生产动态模型。具体地，可以将用于所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系的公式代入用于表征所述第一关联关系的公式中，并考虑到改变生产制度后对气井生产带来的非齐次影响，利用杜哈美(duhamel)褶积方法，建立所述目标气井在所述最优生产制度下的全过程生产动态模型。
在本实施方式中，可以将整个气井生产周期划分为n个生产时间段。可以采用下述公式建立所述目标气井在所述最优生产制度下的全过程生产动态模型：
δpj＝pw,j-1-pw,j
其中，q表示所述目标气井的产量；m(pw,j)表示压力值为pw,j的井底压力对应的拟压力；pw,j表示第j个生产时间对应的目标井底压力，其中，当j＝1时，pw,j-1为所述原始地层压力pi；α和υ分别表示所述毕渥系数和所述泊松比；η(δp)表示所述渗透率应力敏感参数；δp表示所述原始地层压力减去所述井底压力后得到的压力差；ns表示对所述目标气井进行分段压裂处理后的压裂段的数量，nf表示一个所述压裂段内的裂缝数量，wf和xf分别表示所述裂缝属性数据中的裂缝宽度和裂缝半长；kf(pw,j-1)表示在压力值为pw,j的井底压力下的裂缝渗透率，其中，当j＝1时，kf(pw,j-1)为在所述第一裂缝渗透率；km表示所述地层渗透率，h表示所述地层厚度，φm表示所述地层孔隙度，ηmi表示所述目的储层的在所述原始地层压力下的地层扩散系数；bgi、μgi和cgi分别表示所述气体属性数据中的气体体积系数、气体粘度和气体压缩系数；ta,j表示第j个生产时间对应的拟时间。
在本实施方式中，在确定每个生产时间段的平均地层压力时，可对该生产时间段内的产量修正的拟合压力差与根号下生产时间进行拟合处理，得到对应的拟合直线的斜率m，进而确定对应的平均地层压力。如此，斜率m可以根据生产时间段进行实时更新。
例如，图5是本申请实施例中在图4的不同生产时间分别对应的所述目标气井的产量和井底压力的关系曲线图版中选择的三种生产制度的示意图。图6是本申请实施例中分别在三种生产制度下的单井累积产量的示意图。图5中的横坐标和纵坐标分别为井底压力和单井日产量，单位分别为兆帕(mpa)和万方/天。图6中的横坐标和纵坐标分别为生产时间和单井累积产量，单位分别为年和亿方。图5和图6中的优化路径1为放压生产方式的生产制度，优化路径2为本申请方法确定的最优生产制度，优化路径3为不合理控压生产方式的生产制度。如图6所示，在生产早期，也就是图6中灰色虚线之前的生产时间段，放压生产方式的生产制度能够获得较高的累积产量，而进入生产中后期以后，也就是图6中灰色虚线之后的生产时间段，采用本申请方法确定的最优生产制度，气井能够获得较高的累积产量，随着生产时间的增加，最优生产制度对气井累积产量的提高作用越来越显著。作为对比，在不合理的控压生产方式的生产制度下的气井累积产量要低于放压生产方式的生产制度和采用本申请方法确定的最优生产制度，说明采用不当的控压生产方案可能导致气井生产效果低于放压生产方案。
图7是本申请实施例中在两种生产制度下气井的井底压力、地层孔隙压力、总原地应力和有效应力的变化情况的示意图。图7中(a)和(b)分别为在图5中的优化路径1对应的生产制度和优化路径2对应的生产制度下气井的井底压力、地层孔隙压力、总原地应力和有效应力的变化情况的示意图。图7中(a)和(b)中的横坐标和纵坐标分别为生产时间和压力，单位分别为天和兆帕(mpa)。如图7所示，通过生产制度控制，可以有效地影响地层或裂缝内有效应力的变化形式，特别是，采用优化路径2对应的生产制度可以有效抑制有效应力的增加幅度，使渗流通道保持较长时间内的开启，从而可以保证气井的产能。
表2是地质工程背景相似的三口气井的最终可采储量(estimatedultimaterecovery，eur)。其中，三口气井分别为页岩井x1、x2和x3。三口气井均分别采用图5中的优化路径1对应的放压生产方式的生产制度和优化路径2对应的最优生产制度进行控制生产。表2中的归一化eur表示eur与有效动用储量的比值，eur增加比例是最优生产制度与放压生产制度分别对应的eur之间的差值，与放压生产制度对应的eur的比值。
表2地质工程背景相似的三口气井的最终可采储量
从表2中可以看出，采用本申请方法确定的最优生产制度可以有效提高单井eur，达到提高单井开发效果的目的。
所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法实施例，可以基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系，还可以基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系；最后，可以根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。如此，本申请方法可以结合页岩气储层的各种地层属性数据、岩石力学数据和裂缝属性数据，建立一套科学合理的气井生产制度优化方案，以得到最优的井底压力与生产时间的对应关系，从而可以提高页岩气井的最终可采储量。
图8是本申请确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置的一种实施例的组成结构图。所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置提供目的工区中目的储层的地层属性数据、裂缝属性数据和岩石力学数据；其中，所述目的工区中包括钻遇所述目的储层的目标气井；所述裂缝属性数据用于表征裂缝的物性特征；所述地层属性数据中包括第一裂缝渗透率、地层渗透率、地层孔隙度、地层厚度和原始地层压力；所述第一裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述原始地层压力下的裂缝渗透率。如图8所示，所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置可以包括：第一关联关系确定模块100、第二关联关系确定模块200和目标对应关系确定模块300。
所述第一关联关系确定模块100，可以用于基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系；其中，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率。
所述第二关联关系确定模块200，可以用于基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系。
所述目标对应关系确定模块300，可以用于根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
图9是本申请确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置的另一种实施例的组成结构图。如图9所示，所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置可以包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述存储器中存储有目的工区中目的储层的地层属性数据、裂缝属性数据和岩石力学数据；其中，所述目的工区中包括钻遇所述目的储层的目标气井；所述裂缝属性数据用于表征裂缝的物性特征；所述地层属性数据中包括第一裂缝渗透率、地层渗透率、地层孔隙度、地层厚度和原始地层压力；所述第一裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述原始地层压力下的裂缝渗透率，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：
步骤s101：基于所述岩石力学数据和所述第一裂缝渗透率，确定所述目标气井对应的第二裂缝渗透率与井底压力之间的第一关联关系；其中，所述第二裂缝渗透率用于表征所述目的储层在所述井底压力下的裂缝渗透率；
步骤s102：基于所述地层渗透率、所述地层孔隙度和所述地层厚度，以及所述裂缝属性数据，确定所述目标气井的产量与所述井底压力、所述第一裂缝渗透率、所述目标气井的生产时间之间的第二关联关系；
步骤s103：根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定所述目标气井对应的井底压力与生产时间的对应关系。
所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的装置实施例与所述确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法实施例相对应，可以实现确定页岩气井的井底压力与时间的对应关系的方法实施例的技术方案，并取得方法实施例的技术效果。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,pld)(例如现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片pld上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logiccompiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(hardwaredescriptionlanguage，hdl)，而hdl也并非仅有一种，而是有许多种，如abel(advancedbooleanexpressionlanguage)、ahdl(alterahardwaredescriptionlanguage)、confluence、cupl(cornelluniversityprogramminglanguage)、hdcal、jhdl(javahardwaredescriptionlanguage)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(rubyhardwaredescriptionlanguage)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage)与verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的装置、模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。