一种页岩气井产能测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理勘探技术，特别是关于一种页岩气井产能测定方法。
【背景技术】
[0002] 页岩气是指主体位于富含有机质的暗黑色泥页岩中，以吸附或游离状态为主要赋 存方式的油气聚集，页岩既是储集层，又是源岩层和封盖层。
[0003] 页岩气藏是由特低渗的基质孔隙和自然闭合的天然裂缝组成的双重介质气藏，基 质是自由气和吸附气的主要赋存空间。页岩气井自然产能非常低，主要通过水平井多段压 裂体积改造形成"人造气藏"后才有工业产能，此时裂缝网络是渗流的主要通道，并且在开 采过程中存在吸附气的解吸扩散现象。
[0004] 气井产能测定是指评估和预测气井的稳产能力、递减阶段的递减率以及最终的累 计产气量。准确地评估和预测气井产能是气井合理配产的基础，也是优化井网间距、编制气 藏开发方案的重要依据。
[0005] 常规气藏一般是在地质认识基础上通过地质建模、数值模拟来完成。页岩气藏的 地质特征和开发方式决定了其产能测算方法要比常规气藏复杂得多。目前国外主要通过经 验关系式、产量递减分析以及单井数值模拟等方法估算页岩气井产能，国内主要沿用常规 气藏系统试井测试的方法估算页岩气井投产初期的无阻流量。不同于一般采用放压方式生 产的国外页岩气井，国内页岩气井在投产初期要求稳产以保持稳定供气。由于国内外页岩 气井生产方式不同，国内无法采用国外基于大量生产数据统计形成的经验关系式来测算页 岩气井产能。产量递减分析要求井底压力变化不大、且气井进入递减阶段半年以上时才能 使用，而国内气井在投产初期主要是以控压稳产方式生产，因此产量递减分析方法也无法 用于投产初期的气井产能的测算。单井数值模拟方法要求给定很多严格的地质和压裂参 数，而这些参数值往往很难准确设定，导致单井数值模拟方法在早期阶段测算的页岩气井 产能结果误差大。系统试井测试只能反映投产初期的气井最大产气潜力，无法直接准确地 获得气井的稳产期、产量递减及最终累计产气量。
[0006] 综上所述，现有的页岩气藏产能测算方法虽然各有所长，但是由于生产方式等客 观因素的限制，使用时难度大，并且难以获得有效准确的页岩气井产能分析结果，尤其是在 页岩气藏开发的早期阶段。
【发明内容】
[0007] 针对上述问题，本发明提出了一种新的快速准确的页岩气井产能测定方法。本发 明综合考虑了吸附气解吸扩散现象，以及压裂改造区和未压裂改造区对页岩气井产能的影 响，提出一种基于页岩气藏物质平衡方程以及结合气井产能方程来测算页岩气井产能的方 法。
[0008] 该方法，包括以下步骤：
[0009] S10、测试、收集和设置气藏工程参数，并建立气井产能方程；
[0010] S20、考虑吸附气解吸扩散，分别建立气井压裂改造区和未压裂改造区的页岩气藏 物质平衡方程；
[0011] S30、根据气井产能方程，计算初始时刻气井的初始产量；
[0012] S40、设置时步步长，计算下一个时步对应的时间，并更新当前时步；
[0013] S50、根据压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程，迭代计算当前时步下压裂改造区 的平均地层压力；
[0014] S60、根据当前时步下压裂改造区的平均地层压力，以及未压裂改造区的页岩气藏 物质平衡方程，迭代计算当前时步下未压裂改造区的平均地层压力；
[0015] S70、根据当前时步下压裂改造区和未压裂改造区的平均地层压力，计算当前时步 下的页岩气井产能；
[0016] S80、判断当前时间是否大于给定的最大评价天数：
[0017] 若否，将当前时步的平均地层压力值作为下一个时步迭代的初值，返回步骤S40 ;
[0018] 若是，输出页岩气井产能计算结果。
[0019] 根据本发明的实施例，上述气井产能方程为：
[0020]
[0021] 上式中，A为气井产能方程一次项系数；B为气井产能方程二次项系数；Pi为原 始地层压力；q为气井日产气量，l〇4m3/d ;pwf为气井在稳产产量q时对应的稳定井底流压， MPa。
[0022] 根据本发明的实施例，上述步骤S20中，
[0023] 压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程为：
[0024]
[0025] 未压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程为：
[0026]
[0027] 上式中，Gpl为气井的累计产气量，IO4Hi3 ;Gp2为压裂改造区向未压裂改造区的累计 窜流量，l〇4m3 ^为压裂改造区储量；G2为未压裂改造区储量；Pl为压裂改造区的平均地层 压力，MPa ;p2为未压裂改造区的平均地层压力，MPa ;Pi为原始地层压力；ΖΛΖ/和Zia分别 定义如下：
[0028]
[0029] 上式中，z为气体状态方程偏差因子，是气藏压力的函数；ps。为标准大气压，MPa ; zs。为标准状态下的气体状态方程偏差因子，P B为密度，t/m3, Vl为兰氏体积，m3/t, Pl为兰 氏压力，MPa，Φ为有效孔隙度，to为地层温度，Swtl为含水饱和度。
[0030] 根据本发明的实施例，上述步骤S50进一步地包括以下步骤：
[0031] S51、令当前时步下的压裂改造区平均地层压力的初值P1为上一个时步的压裂改 造区的平均地层压力值Pltl;
[0032] S52、根据未压裂改造区的页岩气藏物质平衡方程，迭代计算当前时步下、当压裂 改造区的平均地层压力值为P1时对应的未压裂改造区的平均地层压力P2 ;
[0033] S53、根据压裂改造区和未压裂改造区当前的平均地层压力值P1和p2计算当前时 步下的气井产气量和两个区之间的窜流量；
[0034] S54、根据时步步长及产量，计算气井的总累计产气量和两个区之间的总累计窜流 量；
[0035] S55、计算压裂改造区物质平衡方程残差；
[0036] S56、当残差的绝对值小于给定误差时，退出迭代；否则继续迭代计算新的压裂改 造区的平均地层压力值，并返回步骤S52。
[0037] 根据本发明的实施例，上述步骤S53中，根据当前时步下压裂改造区的平均地层 压力值P1，以及气井产能方程，按照稳产产量qgs计算井底流压平方值P2wf :如果该平方值 小于〇,则气井按Pwli定压生产；如果Pwf高于稳产期末最低井底流压PwIi，则气井产气量为 CV=Qgs，否则按照下式以最小井底流压Ρλ生产来计算气井的产气量CV :
[0038]
[0039] 根据本发明的实施例，按照下式计算压裂改造区物质平衡方程残差rsd :
[0040]
[0041] 上式中，P1为当前时步下的压裂改造区平均地层压力；Pi为原始地层压力；G pl为 气井的累计产气量，IO4Hi3 ;Gp2为压裂改造区向未压裂改造区的累计窜流量，IO4Hi3 A为压裂 改造区储量；Z13和Zia分别定义如下：
[0042]
[0043] 上式中，z为气体状态方程偏差因子，是气藏压力的函数；ps。为标准大气压，MPa ; zs。为标准状态下的气体状态方程偏差因子，P B为密度，t/m3, Vl为兰氏体积，m3/t, Pl为兰 氏压力，MPa，Φ为有效孔隙度，to为地层温度，Swtl为含水饱和度。
[0044] 根据本发明的实施例，上述步骤S60进一步地包括以下步骤：
[0045] S61、令当前时步下的未压裂改造区平均地层压力的初值p2为上一