本發(fā)明涉及頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法。

背景技術(shù)：

利用頁(yè)巖氣井早期生產(chǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中一項(xiàng)非常重要的工作。對(duì)于頁(yè)巖儲(chǔ)層，由于具有致密性和解吸附的特征，生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，地層中的流動(dòng)將長(zhǎng)期處于非穩(wěn)態(tài)流階段，其可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)非常困難。特別是在開(kāi)發(fā)早期，利用常規(guī)的預(yù)測(cè)方法，如流動(dòng)物質(zhì)平衡、arps、fetkovich、blasingame、agarwal-gardner和npi等方法等均不滿足流動(dòng)達(dá)到擬穩(wěn)定狀態(tài)的條件。盡管目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出很多頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)模型，如al.ahmadi、bello、stalgorova、obinna、yaoshanshan等人開(kāi)發(fā)的產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型。雖然均適用于頁(yè)巖氣非穩(wěn)態(tài)流這一特征，但也存在其特殊要求，如需要準(zhǔn)確確定儲(chǔ)層滲透率、裂縫半長(zhǎng)等參數(shù)，否則預(yù)測(cè)結(jié)果也將會(huì)產(chǎn)生較大不確定性。

目前ple、sepd、duong、lgm等方法是更加便捷的預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量的方法，均滿足低滲適應(yīng)性和流動(dòng)狀態(tài)適應(yīng)性的要求。但這些方法也都很難滿足早期預(yù)測(cè)(投產(chǎn)2年)，利用這些方法來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量也容易出現(xiàn)較大的偏差和多解性。

currie等人2010年創(chuàng)建了一種連續(xù)求解預(yù)測(cè)技術(shù)，并用于致密氣井和頁(yè)巖氣井產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)。這種連續(xù)預(yù)測(cè)技術(shù)是一種使用多組時(shí)間間隔的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分別預(yù)測(cè)產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量的過(guò)程。在氣井達(dá)到邊界控制流之前，為氣井提供預(yù)測(cè)的上下限值，這樣將有利于降低預(yù)測(cè)的不確定性。但該方法沒(méi)有把不同時(shí)間段的可采儲(chǔ)量變化規(guī)律定量描述出來(lái)，預(yù)測(cè)結(jié)果可靠性欠佳。此外，該方法使用了早期所有時(shí)間段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，而對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響較大的排液階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)沒(méi)有排除在外，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果偏離真實(shí)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法，以解決背景技術(shù)所提出的問(wèn)題。

本發(fā)明提供的基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法，包括：

步驟1：從頁(yè)巖氣生產(chǎn)井中獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理，去除產(chǎn)量數(shù)據(jù)中與整體變化趨勢(shì)不符的數(shù)據(jù)點(diǎn)；

步驟2：在β參數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間雙對(duì)數(shù)圖中，根據(jù)β函數(shù)法對(duì)過(guò)濾后的產(chǎn)量數(shù)據(jù)的生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行識(shí)別；其中，生產(chǎn)時(shí)間包括排液階段、線性流階段和邊界控制流階段；

步驟3：去除排液階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并對(duì)剩下線性流階段與邊界控制流階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)創(chuàng)建不同生產(chǎn)時(shí)間段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集，產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)至少為四個(gè)，每一個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的開(kāi)始時(shí)間均為線性流的開(kāi)始時(shí)間；

步驟4：繪制日產(chǎn)氣量與時(shí)間雙對(duì)數(shù)關(guān)系曲線構(gòu)建擬合模型，通過(guò)冪指數(shù)遞減曲線對(duì)每個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集進(jìn)行擬合，預(yù)測(cè)每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣井的產(chǎn)量，并對(duì)每個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的累計(jì)產(chǎn)量與預(yù)測(cè)產(chǎn)量求和，預(yù)測(cè)每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣井的可采儲(chǔ)量的上限值；

步驟5：繪制累積產(chǎn)量與日產(chǎn)氣量的直角坐標(biāo)關(guān)系圖，建立日產(chǎn)氣量線性外推模型，通過(guò)日產(chǎn)氣量線性外推模型預(yù)測(cè)每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣井的可采儲(chǔ)量的下限值；

步驟6：將預(yù)測(cè)出的可采儲(chǔ)量的上限值及下限值與時(shí)間變量繪制在同一張直角坐標(biāo)中，利用衰竭遞減模型擬合每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段的可采儲(chǔ)量，并推算至可采儲(chǔ)量的上限值與下限值不再發(fā)生變化為止，分別獲得每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)與可采儲(chǔ)量的上限值相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)上限值以及與可采儲(chǔ)量的下限值相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)下限值；

步驟7：根據(jù)可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)上限值和預(yù)測(cè)下限值，得到可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)上限值與預(yù)測(cè)下限值之間的區(qū)間。

利用上述根據(jù)本發(fā)明提供的基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法，首先去除排液階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，再通過(guò)建立不同時(shí)間段的可采儲(chǔ)量變化規(guī)律定量描述的預(yù)測(cè)方法，使得利用早期產(chǎn)量預(yù)測(cè)的可采儲(chǔ)量更加可靠。

為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說(shuō)明的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流動(dòng)階段識(shí)別圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的冪指數(shù)遞減模型擬合預(yù)測(cè)出的不同生產(chǎn)時(shí)間段的產(chǎn)量圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的日產(chǎn)氣量線性外推模型預(yù)測(cè)出的不同生產(chǎn)時(shí)間段的可采儲(chǔ)量圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可采儲(chǔ)量的上下限區(qū)間圖。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，出于說(shuō)明的目的，為了提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的全面理解，闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。在其它例子中，為了便于描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法的流程。

如圖1所示，本發(fā)明提供的基于早期產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的方法，包括如下步驟：

步驟s1：從頁(yè)巖氣生產(chǎn)井中獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理，去除產(chǎn)量數(shù)據(jù)中與整體變化趨勢(shì)不符的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

在對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之前，需要對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理，去除與整體變化趨勢(shì)不符的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

步驟s2：在β參數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間雙對(duì)數(shù)圖中，根據(jù)頁(yè)巖氣流態(tài)識(shí)別方法對(duì)過(guò)濾后的產(chǎn)量數(shù)據(jù)的生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行識(shí)別；其中，生產(chǎn)時(shí)間包括排液階段、線性流階段和邊界控制流階段。

步驟s2主要目的在于通過(guò)頁(yè)巖氣流態(tài)識(shí)別方法識(shí)別出生產(chǎn)時(shí)間的各個(gè)時(shí)間段，以便將排液階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)去除。

頁(yè)巖氣流態(tài)識(shí)別方法采用β函數(shù)法，β函數(shù)定義為：

式(1)中，β表示遞減參數(shù)，無(wú)因次；t表示生產(chǎn)時(shí)間，單位為天，簡(jiǎn)稱為d；q表示產(chǎn)量，單位為10⁴m³/d。

當(dāng)頁(yè)巖氣地層流動(dòng)表現(xiàn)出線性流或雙線性流時(shí)，β參數(shù)與生產(chǎn)時(shí)間雙對(duì)數(shù)圖中的β所對(duì)應(yīng)的生成時(shí)間d之前雜亂無(wú)章的產(chǎn)量數(shù)據(jù)即為排液階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

步驟s3：去除排液階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并對(duì)剩下線性流階段與邊界控制流階段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)創(chuàng)建不同生產(chǎn)時(shí)間段的產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集，產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)至少為四個(gè)，每一個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的開(kāi)始時(shí)間均為線性流的開(kāi)始時(shí)間。

劃分的產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集個(gè)數(shù)不能太少，至少為4個(gè)，以保證計(jì)算的可采儲(chǔ)量能夠有效擬合，也不宜過(guò)多，產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集個(gè)數(shù)過(guò)多會(huì)增加工作量，產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的數(shù)量?jī)?yōu)選為4～7個(gè)。

劃分的每一個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集均從線性流開(kāi)始的時(shí)間算起。

步驟s4：繪制日產(chǎn)氣量與時(shí)間雙對(duì)數(shù)關(guān)系曲線構(gòu)建擬合模型，通過(guò)冪指數(shù)遞減模型對(duì)每個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集進(jìn)行擬合，并對(duì)每個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的累計(jì)產(chǎn)量與預(yù)測(cè)產(chǎn)量求和，得到每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣井的可采儲(chǔ)量的上限值。

冪指數(shù)遞減模型為：

q(t)＝qiexp(-ditⁿ)(2)

式(2)中，di表示恒定遞減率，d^-1；n表示遞減指數(shù)，無(wú)因次；qi表示遞減初始時(shí)刻的產(chǎn)量，單位為10⁴m³/d。

通過(guò)冪指數(shù)遞減模型預(yù)測(cè)每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣井的產(chǎn)量，并對(duì)每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的累計(jì)產(chǎn)量與預(yù)測(cè)產(chǎn)量求和，得到每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣井可采儲(chǔ)量的上限值，如圖5所示，圖5示出了生產(chǎn)時(shí)間分別為200天、400天、600天和777天預(yù)測(cè)的頁(yè)巖氣生產(chǎn)井的可采儲(chǔ)量的上限值。

步驟s5：繪制累積產(chǎn)量與日產(chǎn)氣量的直角坐標(biāo)關(guān)系圖，建立日產(chǎn)氣量線性外推模型，通過(guò)日產(chǎn)氣量線性外推模型預(yù)測(cè)每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)頁(yè)巖氣生產(chǎn)井的可采儲(chǔ)量的下限值。

日產(chǎn)氣量線性外推模型為：

式(3)中，di表示恒定遞減率，單位為d^-1；q(t)表示日產(chǎn)氣量，單位為10⁴m³/d；qi表示初始日產(chǎn)氣量，單位為10⁴m³/d；gp(t)表示累計(jì)產(chǎn)氣量，單位為10⁴m³；

根據(jù)(3)式可知，當(dāng)q(t)→0時(shí)，gp(t)→gp,max，即：在q(t)～gp(t)關(guān)系直線上，當(dāng)q(t)＝0的時(shí)，可采儲(chǔ)量為gp,max，單位為10⁴m³。

步驟s6：將預(yù)測(cè)出的可采儲(chǔ)量的上限值及下限值與時(shí)間變量繪制在同一張直角坐標(biāo)中，利用衰竭遞減模型擬合每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段的可采儲(chǔ)量，并推算至可采儲(chǔ)量的上限值與下限值不再發(fā)生變化為止，分別獲得每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)與可采儲(chǔ)量的上限值相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)上限值以及與可采儲(chǔ)量的下限值相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)下限值。

衰竭遞減模型為：

y＝ae^-x/b+c，其中，a、b、c均表示通過(guò)非線性回歸擬合得到的待定系數(shù)，無(wú)因次，無(wú)范圍；y表示可采儲(chǔ)量，單位為10⁴m³；x表示時(shí)間，單位為d。

步驟s7：根據(jù)可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)上限值和預(yù)測(cè)下限值，得到一個(gè)可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)上限值與預(yù)測(cè)下限值之間的區(qū)間。

為了便于理解，本發(fā)明以一個(gè)具體實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

以四川盆地某頁(yè)巖氣井為例，該井生產(chǎn)時(shí)間777天，處于頁(yè)巖氣井生產(chǎn)早期，通過(guò)繪制β參數(shù)與時(shí)間的雙對(duì)數(shù)曲線可以發(fā)現(xiàn)該井雙線性流特征明顯，處于擬線性流階段，參見(jiàn)圖2。此外，早期60天為主要排液階段。因此，在接下來(lái)的可采儲(chǔ)量預(yù)測(cè)中，不考慮前60天的產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

將該井目前的產(chǎn)量數(shù)據(jù)劃分為四個(gè)生產(chǎn)時(shí)間的產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集，分別為61～200天、61～400天、61～600天、61～777天。

利用冪指數(shù)遞減模型預(yù)測(cè)得到四個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的可采儲(chǔ)量的上限值分別為2.17、1.87、1.85和1.83×10⁸m³，參見(jiàn)圖3。

利用日產(chǎn)氣量線性外推模型得到四個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的可采儲(chǔ)量的下限值分別為0.31、0.76、1.01和1.18×10⁸m³，參見(jiàn)圖4。

將冪指數(shù)遞減模型預(yù)測(cè)得到的四個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的可采儲(chǔ)量的上限值和日產(chǎn)氣量線性外推模型預(yù)測(cè)得到的四個(gè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的可采儲(chǔ)量的下限值繪制于時(shí)間與可采儲(chǔ)量的關(guān)系圖中，參見(jiàn)圖5，利用衰竭遞減模型分別對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，使其各自收斂于一個(gè)穩(wěn)定的可采儲(chǔ)量值，

圖5中，方框表示冪指數(shù)遞減模型預(yù)測(cè)得到的產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的可采儲(chǔ)量的上限值，圓圈表示日產(chǎn)氣量線性外推模型得到的產(chǎn)量數(shù)據(jù)子集的可采儲(chǔ)量的下限值。

從圖5中可以確定該井的可采儲(chǔ)量的上限值為1.82×10⁸m³，下限值為1.52×10⁸m³。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。