确定低渗透非均质气藏压裂水平井裂缝参数的方法_2

文档序号:9594140阅读:来源:国知局
数在规定范围内。
[0072] 进一步的,所述步骤5)利用影响函数,求解裂缝产量,并建立裂缝参数评价图版, 包括以下步骤:
[0081] 将无限级数St用下式有限化:
[0086] 式中:yeD为渗透带纵横比,y eD= y
[0087] 通过影响函数求解裂缝产量的数学模型(式26-34),以纵横比yeD= 1为例,得到 不同有效支撑剂指数Np^f,无因次裂缝产量指数随无因次裂缝导流能力变化关系的裂缝 参数设计图版。
[0088] 进一步的,所述步骤6)确定低渗透非均质气藏压裂水平井裂缝参数,包括以下步 骤:
[0089] 1、通过地质、测井资料解释结果,得到沿水平井筒长度方向上各渗透带渗透率km、 渗透带长度Yf3i和宽度X <3;
[0090] m、在确定各渗透带纵横比(y^j= y^/xj情况下,改变支撑剂规模,得到最优裂缝 产量随支撑剂规模变化关系图版,即支撑剂规模设计图版;图版中裂缝产量增加发生平缓 时的支撑剂规模为最优值,根据各渗透带纵横比及其渗透率,利用该数学模型得到对应的 支撑剂规模设计图版,确定各渗透带中支撑剂的规模;
[0091] n、在步骤1)获取的基础参数下,根据裂缝产量计算的数学模型,通过裂缝内高速 非达西流渗透率的修正,计算得到各渗透带修正后的支撑裂缝有效渗透率及有效支撑剂指 数 NPe;
[0092] 〇、根据纵横比和有效支撑剂指数,选择对应裂缝参数评价图版,进而得到最优裂 缝产能指数(无因次产能指数最高点)对应的最优裂缝无因次导流能力C f:te,最后利用式 (18)和式(19)确定最优裂缝长度和裂缝宽度。
[0093] 与现有技术相比,本申请可以获得包括以下技术效果:
[0094] 1)本申请的的技术方案能够考虑低渗透气藏非均质性特征和压裂水平井裂缝中 存在高速非达西流的综合影响,实现对低渗透非均质气藏压裂水平井各段裂缝参数和支撑 剂规模的快速高效确定。
[0095] 当然,实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
[0096] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0097] 图1是本申请实施例的非均质储层压裂水平井示意图;
[0098] 图2是本申请实施例的四分之一第一渗透带示意图;
[0099] 图3是本申请实施例的裂缝参数设计图版(y#= 1,N Pf;〈0. 1);
[0100] 图4是本申请实施例的裂缝参数设计图版(y#= 1,Npf3^ 0.1 );
[0101] 图5是本申请实施例的支撑剂规模设计图版;
[0102] 图6是本申请实施例的各渗透带裂缝支撑剂规模优化设计图。
【具体实施方式】
[0103] 以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,藉此对本申请如何应用 技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0104] 本申请公开的确定低渗透非均质气藏压裂水平井裂缝参数的方法,包括以下步 骤:
[0105] 1)分别收集储层物性、流体性质、水平井筒、支撑剂性质的基本参数;
[0106] 2)按横向渗透率分布情况,将非均质气藏沿水平井筒长度方向划分成至少两个均 质的渗流带,所述渗流带含有人工裂缝;
[0107] 3)建立每一个含有人工裂缝渗透带的压裂裂缝物理模型及裂缝参数评价的数学 模型;
[0108] 4)修正所述步骤3)中裂缝内高速非达西流动的有效渗透率;
[0109] 5)求解考虑裂缝高速非达西流的裂缝产量模型,建立非均质气藏压裂水平井裂缝 参数的设计图版;
[0110] 6)确定低渗透非均质气藏压裂水平井裂缝参数。
[0111] 所述步骤1)中,所述储层物性、流体性质、水平井筒、支撑剂性质的基本参数包 括:气藏厚度、宽度,各渗透带渗透率、长度;气体粘度、偏差因子、相对密度;储层温度、平 均压力、拟稳态时产量及水平井井筒压力;初始支撑渗透率。
[0112] 如图1所示,步骤2)将非均质气藏沿水平井筒长度方向划分成至少两个相对均质 的渗透带的方法为:根据储层在水平井筒长度方向上渗透率的差异,将渗透率相等的储层 划分成同一个渗透带,渗透率相对较低的视为阻碍气体流动的隔层。图中1为封闭边界,2 为水平井筒,3为人工裂缝,4-6为不同的渗透带,7为非渗透带。
[0113] 步骤3)所述的建立含有人工裂缝渗透带的压裂裂缝物理模型(下述步骤a)及裂 缝参数评价的数学模型(下述步骤b-d)的方法包括以下步骤:
[0114] a、如图2所示,将非均质气藏压裂水平井看作很多相似的均质渗透带组成,每个 渗流带均关于水平井筒和裂缝呈对称关系,以第1个渗流带中四分之一为研究对象,将裂 缝等分为nw个小段;
[0115] b、基于基质流动方程,计算裂缝中任意两点之间的流动压差,利用直接边界元法, 由于nw小段点源影响,气藏与第i小段点源拟稳态压降为:
[0117] 气藏与第j小段点源拟稳态压降为:
[0119] 第i段和第j段的拟稳态压降相减,当i = 1,j = 2时,得裂缝中第1段和第2段 流动压降为:
[0121] 式中:APcsi、APcs]分别为气藏与第i小段和第j小段的拟稳态压降,ΔρυΗ为 基于基质流动的第2小段和第1小段的流动压降,单位为MPa ; α = 774. 6,为常数;μ为 气体粘度,单位为mPa·s ;Ζ为气体偏差因子,无量纲;T为气藏温度,单位为K ;knl为第1渗 透带基质渗透率,单位为mD ;h为气藏厚度,单位为m ;nw为半长裂缝等分的段数;a [0i, Wj] 为第j段对第i段的影响函数,w指观察点,〇指源点;
[0122] c、基于裂缝内流动,计算裂缝中相邻小段的流动压差,针对裂缝内高速非达西流, 将高速非达西处理为达西流,根据达西定律得到裂缝内流动偏微分方程:
[0124] 通过第1段和第2段裂缝间流量为第2段至第nw段总的流量,则基于裂缝流动, 第1段和第2段流动压降为:
[0126] 式中:Apf P1为基于裂缝流动的第2小段和第1小段的流动压降,单位为MPa ;kfe 为裂缝内考虑高速非达西流后有效渗透率,单位为mD UcinXcii^v别为第1点和第2点位置, 单位为m ;
[0127] d、计算裂缝流量与裂缝参数间相互关系
[0128] 式(3)和式(5)均为第1段和第2段的流动压差,两式相减得到各段流量与裂缝 参数间关系为:
[0130] 将各段流量、位置、裂缝半长、裂缝导流能力、支撑剂规模无因次化
[0136] 得到裂缝各段流量与裂缝参数间的无因次关系:
[0137]
[0138] 式中,BgS气体体积系数,无因次;qDl为第i段裂缝无因次流量,无因次;P avJPpwf 分别为气藏平均压力和水平井筒压力,单位为MPa ;xDl为第i段无因次位置;I分别为 渗透带宽度和长度,单位为m ;xf、wf分别为裂缝半长、裂缝宽度,单位为m ;kf(;为裂缝内考虑 高速非达西流时的有效渗透率,单位为mD ;IXS裂缝穿透比;C f:te、Nlre分别为裂缝内考虑高 速非达西流无因次有效导流能力和有效支撑剂指数;v p、\分别为支撑剂支撑裂缝体积和 渗透带体积,单位为m3;
[0139] 同理当 i = 2, j = 3、i = 3, j = 4、…、i = nw-1,j = nw 时,可得其余 nw-2 个 相邻裂缝段关系式,得nw-1个各段裂缝流量与裂缝参数无因次关系式,最后一个表达式为 第1段到水平井筒压降,即可得nw个线性方程组,求解nw段裂缝无因次流量(q D1、qD2、···· qDnw)与裂缝参数关系;
[0145] 每条裂缝无因次产量为所有裂缝段无因次流量和的4倍,整条裂缝无因次产量表 达式:
[0147] 式中:Jd为整条裂缝无因次产量指数。
[0148] 所述步骤4)利用迭代方法,通过雷诺数修正裂缝内有效渗透率,将高速非达西流 处理为达西流,包括以下步骤:<
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