页岩气井产量构成确定方法及装置与流程

本发明涉及气藏开发技术领域，尤其涉及一种页岩气井产量构成确定方法及装置。

背景技术：

页岩气井中生产的天然气有两种来源：吸附气和游离气。解吸压缩系数可用于表征吸附气的供给作用，解吸压缩系数占总压缩系数的比重可看做吸附气天然气总气量的比重。现在普遍认为解吸压缩系数是一个常数，由此计算出的页岩气井的产量构成，吸附气和游离气占总产气量的比重都是固定的。而实际上由于页岩气藏普遍衰竭式开发，在开发过程中地层压力不断下降，此时解吸压缩系数也随地层压力的变化而变化，因此忽略解吸压缩系数随地层压力的变化所计算出来的页岩气井产量构成是不合理的。因此，亟需一种考虑解吸压缩系数随地层压力变化而变化的页岩气井产量构成确定方法。

技术实现要素：

本发明提供一种页岩气井产量构成确定方法及装置，用以解决现有技术中计算出来的页岩气井产量构成不合理的技术问题。

本发明一方面提供一种页岩气井产量构成确定方法，包括：

步骤100，设置当前无因次拟时间下的平均地层压力使得当前无因次拟时间下的平均地层压力与原始地层压力相同；

步骤101，根据无因次产能公式，获取拉式空间下的无因次产量

步骤102，根据拉式空间下的无因次产量利用数值反演法计算获得当前拟时间下的无因次产量qd；

步骤103，根据当前拟时间下的无因次产量qd，计算获得累积产量gp；

步骤104，根据累积产量gp，计算获得平均地层压力

步骤105，判断是否成立，σ为预设阈值，若成立，则执行步骤106，若不成立，则使转步骤103执行；

步骤106，根据平均地层压力计算获得页岩气井的产量构成。

进一步的，步骤103具体包括：

计算当前无因次拟时间下的平均地层压力的气体物性参数，所述气体物性参数包括气体压缩因子zg、气体密度ρg、气体粘度μg、气体压缩系数cg；

根据气体物性参数，获取拟时间ta；

根据拟时间，获得真实时间t；

根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc；

根据真实产量qsc，计算获得真实时间t内的累积产量gp。

进一步的，步骤106具体包括：

其中，为解吸压缩系数，该参数是平均地层压力的函数，psc为标况压力，t为储层温度，为基质孔隙度，tsc为标况温度，vl为langmuir体积，pl为langmuir压力，cpm为基质孔隙压缩系数，表示压力为平均地层压力时的气体压缩因子。

进一步的，步骤104具体包括：

平均地层压力根据如下公式确定：

其中，pi为原始地层压力，g为气井控制储量，zg(pi)表示压力为原始地层压力pi时的气体压缩因子。

进一步的，根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc具体包括：

其中，kf为裂缝渗透率，acw为泄流面积，ψi为原始地层条件下的拟压力，ψwf为井底压力条件下的拟压力，t为储层温度。

本发明另一方面提供一种页岩气井产量构成确定装置，包括：

初始化模块，用于设置当前无因次拟时间下的平均地层压力使得当前无因次拟时间下的平均地层压力与原始地层压力相同；

拉式空间下的无因次产量获取模块，用于根据无因次产能公式，获取拉式空间下的无因次产量

当前拟时间下的无因次产量获取模块，用于根据拉式空间下的无因次产量利用数值反演法计算获得当前拟时间下的无因次产量qd；

累积产量获取模块，用于根据当前拟时间下的无因次产量qd，计算获得累积产量gp；

平均地层压力获取模块，用于根据累积产量gp，计算获得平均地层压力

判断模块，用于判断是否成立，σ为预设阈值，若成立，则触发页岩气井产量构成计算模块，若不成立，则使触发累积产量获取模块；

页岩气井产量构成计算模块，用于根据平均地层压力计算获得页岩气井的产量构成。

进一步的，累积产量获取模块具体用于：

计算当前无因次拟时间下的平均地层压力的气体物性参数，所述气体物性参数包括气体压缩因子zg、气体密度ρg、气体粘度μg、气体压缩系数cg；

根据气体物性参数，获取拟时间ta；

根据拟时间，获得真实时间t；

根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc；

根据真实产量qsc，计算获得真实时间t内的累积产量gp。

进一步的，页岩气井产量构成计算模块具体用于：

其中，为解吸压缩系数，该参数是平均地层压力的函数，psc为标况压力，t为储层温度，为基质孔隙度，tsc为标况温度，vl为langmuir体积，pl为langmuir压力，cpm为基质孔隙压缩系数，表示压力为平均地层压力时的气体压缩因子。

进一步的，平均地层压力获取模块具体用于：

平均地层压力根据如下公式确定：

其中，pi为原始地层压力，g为气井控制储量，zg(pi)表示压力为原始地层压力pi时的气体压缩因子。

进一步的，根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc具体用于：

其中，kf为裂缝渗透率，acw为泄流面积，ψi为原始地层条件下的拟压力，ψwf为井底压力条件下的拟压力，t为储层温度。

本发明提供的页岩气井产量构成确定方法及装置，通过根据当前拟时间下的无因次产量，计算获得累积产量；然后根据累积产量，计算获得平均地层压力；最后通过计算获得平均地层压力来确定页岩气井的产量构成，即页岩气井的吸附气构成和游离气构成，从而使计算出的页岩气井构成情况并非固定值，而是随时间发生变化，通过本发明中的方法计算出的页岩气井产量与实际情况更相符。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为根据本发明实施例一的页岩气井产量构成确定方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例二的页岩气井产量构成确定方法的流程示意图；

图3为根据本发明实施例三的页岩气井产量构成确定装置的流程示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

图1为根据本发明实施例一的页岩气井产量构成确定方法的流程示意图；如图1所示，本实施例提供一种页岩气井产量构成确定方法，包括：

步骤100，设置当前无因次拟时间下的平均地层压力使得当前无因次拟时间下的平均地层压力与原始地层压力相同。

具体的，当前无因次拟时间可在0.001～1000000中任意取值，可根据实际需要选取；平均地层压力指生产进行到某一时间时地层的平均压力，原始地层压力是指开采前的地层压力，原始地层压力的值可通过查阅地质资料或者试井解释报告获得。

步骤101，根据无因次产能公式，获取拉式空间下的无因次产量

具体的，拉式空间是一种虚拟的空间，先把无因次产能公式转换到拉式空间，然后后续步骤中利用数值反演法反演到实际空间，就可以求出无因次产量。

无因次产量可根据如下公式获取：

其中，yed为无因次缝长，ω为弹性储容比，λcw为窜流系数，s为拉普拉斯算子。

步骤102，根据拉式空间下的无因次产量利用数值反演法计算获得当前拟时间下的无因次产量qd。

具体的，数值反演法包括stefest算法，可利用stefest算法计算获得当前拟时间下的无因次产量qd，“当前拟时间”是针对“当前无因次拟时间”而言的，把当前无因次拟时间变换为有因次，则为当前拟时间。

步骤103，根据当前拟时间下的无因次产量qd，计算获得累积产量gp。

步骤104，根据累积产量gp，计算获得平均地层压力

步骤105，判断是否成立，σ为预设阈值，若成立，则执行步骤106，若不成立，则使转步骤103执行。

具体的，σ的取值范围为0到0.005之间，优选取0.001。当前拟时间下的平均地层压力与之间差值小于σ时，转步骤106继续执行，否则，需要再次转步骤103，重新计算的值。

步骤106，根据平均地层压力计算获得页岩气井的产量构成。

本实施例提供的页岩气井产量构成确定方法，通过根据当前拟时间下的无因次产量，计算获得累积产量；然后根据累积产量，计算获得平均地层压力；最后通过计算获得平均地层压力来确定页岩气井的产量构成，即页岩气井的吸附气构成和游离气构成，从而使计算出的页岩气井构成情况并非固定值，而是随时间发生变化。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。

图2为根据本发明实施例二的页岩气井产量构成确定方法的流程示意图；如图2所示，本实施例提供一种页岩气井产量构成确定方法，包括：

步骤200，设置当前无因次拟时间下的平均地层压力使得当前无因次拟时间下的平均地层压力与原始地层压力相同。

步骤201，根据无因次产能公式，获取拉式空间下的无因次产量

步骤202，根据拉式空间下的无因次产量利用数值反演法计算获得当前拟时间下的无因次产量qd。

步骤200-步骤202与实施例一中的步骤100-步骤102相同，具体可参见实施例一中相应的描述，在此不再赘述。

步骤2031，计算当前无因次拟时间下的平均地层压力的气体物性参数，所述气体物性参数包括气体压缩因子zg、气体密度ρg、气体粘度μg、气体压缩系数cg。

具体的，气体压缩因子zg可通过如下公式进行计算获得：

其中，tpr为对比温度。

气体密度ρg的确定方法可根据如下公式获得：

其中，γg表示气体相对密度，t为储层温度，当的值还未确定时，

气体粘度μg的确定方法可根据如下公式获得：

其中，mg为气体分子量，t为储层温度。

气体压缩系数cg的确定方法可根据如下公式获得：

步骤2032，根据气体物性参数，获取拟时间ta。

具体的，拟时间ta可根据如下公式确定：

其中，pi为原始地层压力，cpm为基质孔隙压缩系数；acw为泄流面积；tda为当前无因次拟时间；cpf为裂缝压缩系数，kf为裂缝渗透率，φm为基质孔隙度，φf为裂缝孔隙度。

上式中表示对zg(pi)中的pi求导数，t代表储层温度，表明该气体压缩系数是在等温条件下获得的。

步骤2033，根据拟时间ta，获得真实时间t。

真实时间的确定方法：

其中，

步骤2034，根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc。

其中，kf为裂缝渗透率，acw为泄流面积，ψi为原始地层条件下的拟压力，ψwf为井底压力条件下的拟压力，t为储层温度。

步骤2035，根据真实产量qsc，计算获得真实时间t内的累积产量gp。

具体的，累积产量gp的确定方法为：

步骤204，根据累积产量gp，计算获得平均地层压力

平均地层压力可根据如下公式确定：

其中，pi为原始地层压力，g为气井控制储量，zg是压力的函数，zg(pi)表示压力为原始地层压力pi时的气体压缩因子zg。

步骤205，判断是否成立，σ为预设阈值，若成立，则执行步骤206，若不成立，则使转步骤2031执行。

步骤206，根据平均地层压力计算获得页岩气藏产井的产量构成。

其中，为解吸压缩系数，该参数是平均地层压力的函数，psc为标况压力，t为储层温度，为基质孔隙度，tsc为标况温度，vl为langmuir体积，pl为langmuir压力，cpm为基质孔隙压缩系数，表示压力为平均地层压力时的气体压缩因子。

本实施例提供的页岩气井产量构成确定方法，通过根据当前拟时间下的无因次产量，计算获得累积产量；然后根据累积产量，计算获得平均地层压力；最后通过计算获得平均地层压力来确定页岩气井的产量构成，即页岩气井的吸附气构成和游离气构成，从而使计算出的页岩气井构成情况并非固定值，而是随时间发生变化。本实施例中的求取吸附气构成和游离气构成的方法，考虑了解吸压缩系数随地层压力变化而产生的变化，从而使计算出的页岩气井构成情况随时间发生变化。

实施例三

本实施例为装置实施例，用于执行上述实施例一中的方法。

图3为根据本发明实施例三的页岩气井产量构成确定装置的结构示意图；如图3所示，本实施例提供一种页岩气井产量构成确定装置，包括初始化模块301、拉式空间下的无因次产量获取模块302、当前拟时间下的无因次产量获取模块303、累积产量获取模块304、平均地层压力获取模块305、判断模块306和页岩气井产量构成计算模块307。

其中，初始化模块301，用于设置当前无因次拟时间下的平均地层压力使得当前无因次拟时间下的平均地层压力与原始地层压力相同；

拉式空间下的无因次产量获取模块302，用于根据无因次产能公式，获取拉式空间下的无因次产量

当前拟时间下的无因次产量获取模块303，用于根据拉式空间下的无因次产量利用数值反演法计算获得当前拟时间下的无因次产量qd；

累积产量获取模块304，用于根据当前拟时间下的无因次产量qd，计算获得累积产量gp；

平均地层压力获取模块305，用于根据累积产量gp，计算获得平均地层压力

判断模块306，用于判断是否成立，σ为预设阈值，若成立，则触发页岩气井产量构成计算模块307，若不成立，则使触发累积产量获取模块304；

页岩气井产量构成计算模块307，用于根据平均地层压力计算获得页岩气井的产量构成。

本实施例是与方法实施例一对应的装置实施例，具体可参见实施例一中的描述，在此不再赘述。

实施例四

本实施例是在实施例三的基础上进行的补充说明，用于执行上述实施例二中的方法。

本实施例提供一种页岩气井产量构成确定装置，包括初始化模块301、拉式空间下的无因次产量获取模块302、当前拟时间下的无因次产量获取模块303、累积产量获取模块304、平均地层压力获取模块305、判断模块306和页岩气井产量构成计算模块307。

其中，累积产量获取模块304具体用于：

计算当前无因次拟时间下的平均地层压力的气体物性参数，所述气体物性参数包括气体压缩因子zg、气体密度ρg、气体粘度μg、气体压缩系数cg；

根据气体物性参数，获取拟时间ta；

根据拟时间，获得真实时间t；

根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc；

根据真实产量qsc，计算获得真实时间t内的累积产量gp。

页岩气井产量构成计算模块307具体用于：

其中，为解吸压缩系数，该参数是平均地层压力的函数，psc为标况压力，t为储层温度，为基质孔隙度，tsc为标况温度，vl为langmuir体积，pl为langmuir压力，cpm为基质孔隙压缩系数，表示压力为平均地层压力时的气体压缩因子。

进一步的，平均地层压力获取模块305具体用于：

平均地层压力根据如下公式确定：

其中，pi为原始地层压力，g为气井控制储量，zg(pi)表示压力为原始地层压力pi时的气体压缩因子。

进一步的，根据当前拟时间下的无因次产量qd，获得真实产量qsc具体用于：

其中，kf为裂缝渗透率，acw为泄流面积，ψi为原始地层条件下的拟压力，ψwf为井底压力条件下的拟压力，t为储层温度。

本实施例是与方法实施例二对应的装置实施例，具体可参见实施例二中的描述，在此不再赘述。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。