本發(fā)明涉及氣田開發(fā)研究領(lǐng)域，具體涉及一種用于致密砂巖氣藏壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
：水平井多級(jí)壓裂技術(shù)是實(shí)現(xiàn)致密低滲氣藏經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的重要手段，目前已廣泛應(yīng)用于低滲致密氣藏的開發(fā)。關(guān)于氣井無阻流量預(yù)測(cè)的方法，國內(nèi)外公開發(fā)表的期刊文獻(xiàn)有很多。文獻(xiàn)中目前報(bào)道的各種無阻流量預(yù)測(cè)方法中，不論是試井方法還是產(chǎn)能公式法，幾乎都是基于氣體單相滲流來計(jì)算的，即使存在考慮氣液兩相流的無阻流量預(yù)測(cè)方法，也都沒有考慮無阻測(cè)試時(shí)間的影響，沒有考慮外來壓裂液、地層可動(dòng)水和壓裂施工本身對(duì)氣井壓裂改造區(qū)基質(zhì)平均滲透率的影響，且都是針對(duì)試氣階段計(jì)算的無阻流量，實(shí)用性和可靠性比較低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種用于致密砂巖氣藏壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量預(yù)測(cè)方法，兼顧儲(chǔ)層物性參數(shù)的差異、裂縫參數(shù)的變化、氣井無阻測(cè)試時(shí)間的差異和外來壓裂液與地層可動(dòng)水對(duì)無阻流量的影響，且可預(yù)測(cè)壓裂水平井不同生產(chǎn)階段的無阻流量，提高了預(yù)測(cè)的實(shí)用性和可靠性。為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：用于致密砂巖氣藏壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：壓裂水平井任意裂縫處的氣液兩相流產(chǎn)能方程：基于氣液兩相滲流理論，根據(jù)儲(chǔ)層應(yīng)力敏感、裂縫參數(shù)和裂縫內(nèi)部高速非達(dá)西流的影響，利用勢(shì)函數(shù)疊加原理和氣水兩相廣義擬壓力，通過氣藏、裂縫、井筒的耦合得到壓裂水平井任意裂縫處的氣液兩相流產(chǎn)能方程；步驟二：試氣階段泄氣邊界的確定：基于儲(chǔ)層參數(shù)和壓裂參數(shù)建立相應(yīng)的壓裂水平井?dāng)?shù)值模型，結(jié)合壓裂返排階段氣井產(chǎn)量控制要求，按平均產(chǎn)氣量生產(chǎn)模擬泄氣邊界隨時(shí)間的變化，定義無因次泄氣邊界為坐標(biāo)原點(diǎn)在x軸方向到泄氣邊界的距離和1/2壓裂水平井長度的比值，根據(jù)模擬結(jié)果擬合得到無因次泄氣邊界和試氣時(shí)間的關(guān)系曲線和擬合關(guān)系式；步驟三：生產(chǎn)階段泄氣邊界的確定：基于壓裂水平井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用油壓遞減法、產(chǎn)量累積法、物質(zhì)平衡法計(jì)算壓裂水平井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，利用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反推法計(jì)算壓裂水平井的生產(chǎn)階段泄氣邊界，所述動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反推法是指結(jié)合動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算的體積法反推得到壓裂水平井的生產(chǎn)階段泄氣邊界；步驟四：不同生產(chǎn)階段壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量：基于巖心測(cè)試得到的相滲曲線，根據(jù)不同生產(chǎn)階段的泄氣邊界和對(duì)應(yīng)的井底流壓、產(chǎn)氣量測(cè)試值，設(shè)置迭代求解精度和合適的有效滲透率范圍，對(duì)所述步驟一中的氣液兩相流產(chǎn)能方程進(jìn)行牛頓迭代求解，通過插值擬合法得到井周圍外來壓裂液及地層水影響下的基質(zhì)有效滲透率和壓裂水平井的流入動(dòng)態(tài)ipr曲線，從而得到不同生產(chǎn)階段壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量。進(jìn)一步，所述步驟二中壓裂水平井?dāng)?shù)值模型的建立需根據(jù)氣藏實(shí)際井網(wǎng)井距設(shè)置模型的大小，設(shè)置裂縫參數(shù)，同時(shí)根據(jù)應(yīng)力敏感的影響，按天設(shè)置不同的時(shí)間步長得到生產(chǎn)初期泄氣邊界的變化。進(jìn)一步，所述步驟三中采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反推法計(jì)算壓裂水平井泄氣邊界時(shí)，需要將壓裂水平井的泄氣邊界形狀近似等效為一個(gè)矩形加兩個(gè)半圓的組合，以及相滲曲線中殘余氣飽和度的影響，采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反推法計(jì)算泄氣邊界r，具體計(jì)算方程如下：其中：r—泄氣邊界，單位為m；φ—孔隙度，小數(shù)；l—水平井長度，m；h—?dú)鈱雍穸?，m；gp—?jiǎng)討B(tài)儲(chǔ)量，萬方；bgi—?dú)怏w原始體積系數(shù)，小數(shù)；swc—束縛水飽和度，小數(shù)；sgor—束縛水飽和度，小數(shù)。進(jìn)一步，所述步驟四中根據(jù)計(jì)算的泄氣邊界，迭代求解試氣階段無阻流量時(shí)，需要根據(jù)擬合得到的基質(zhì)有效滲透率對(duì)流入動(dòng)態(tài)ipr曲線做泄氣邊界的敏感性分析；并根據(jù)交會(huì)法確定試氣階段無阻流量計(jì)算時(shí)無因次泄氣邊界的最小取值，若無阻流量計(jì)算時(shí)的無因次泄氣邊界小于無因次泄氣邊界最小值，則應(yīng)選用無因次泄氣邊界最小值計(jì)算無阻流量，避免因測(cè)試時(shí)間過短造成無阻流量偏大的情況。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果如下：本發(fā)明同時(shí)兼顧了儲(chǔ)層性參數(shù)的差異、裂縫參數(shù)的變化、氣井無阻測(cè)試時(shí)間的差異和外來壓裂液與地層可動(dòng)水對(duì)無阻流量的影響，且可預(yù)測(cè)壓裂水平井不同生產(chǎn)階段的無阻流量，彌補(bǔ)了常規(guī)無阻流量測(cè)試時(shí)的不足之處。本發(fā)明考慮因素全面，計(jì)算結(jié)果可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)，具有很好的推廣使用價(jià)值。附圖說明圖1為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)無阻流量計(jì)算步驟流程圖；圖2為實(shí)施例的壓裂水平井?dāng)?shù)值模型壓力分布圖；圖3為實(shí)施例的壓裂水平井試氣階段無因次泄氣邊界與時(shí)間的關(guān)系圖；圖4為實(shí)施例的壓裂水平井試氣階段無阻流量與無因次泄氣邊界的關(guān)系圖；圖5為實(shí)施例的試氣階段實(shí)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和ipr關(guān)系曲線圖；圖6為實(shí)施例的生產(chǎn)階段實(shí)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和ipr關(guān)系曲線圖；圖7為實(shí)施例的dph-2井生產(chǎn)曲線的壓力變化圖；圖8為實(shí)施例的dph-2井生產(chǎn)曲線的產(chǎn)量變化圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來進(jìn)一步詳細(xì)的說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。如圖1所示，一種用于致密砂巖氣藏壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：1)基于氣液兩相滲流理論，考慮儲(chǔ)層應(yīng)力敏感和裂縫內(nèi)部高速非達(dá)西流的影響，利用勢(shì)函數(shù)疊加原理和氣水兩相廣義擬壓力，通過氣藏、裂縫、井筒的耦合得到壓裂水平井任意裂縫處的氣液兩相流產(chǎn)能方程：其中：ψe—邊界壓力所對(duì)應(yīng)的氣水兩相擬壓力，單位為×106g/(md·m·d)；ψwfj—井底流壓所對(duì)應(yīng)的氣水兩相擬壓力，單位為×106g/(md·m·d)；h—?dú)鈱雍穸龋瑔挝粸閙；ki—基質(zhì)有效滲透率，單位為md；krg—?dú)庀嘞鄬?duì)滲透率，小數(shù)；krw—水相相對(duì)滲透率，小數(shù)；α—應(yīng)力敏感系數(shù)，單位為mpa-1；qgscfi—標(biāo)況下第i條裂縫的氣相流量，單位為m3/d；ρgsc—標(biāo)況下氣相密度，單位為g/cm3；ρwsc—標(biāo)況下水相密度，單位為g/cm3；ρg—?dú)庀嗝芏龋瑔挝粸間/cm3；ρw—水相密度，單位為g/cm3；m—裂縫條數(shù)n為奇數(shù)時(shí)為-n0+j-1，裂縫條數(shù)n為偶數(shù)時(shí)為-n0+2(j-1)；xf—裂縫半長，單位為m；d—裂縫條數(shù)n為奇數(shù)時(shí)為裂縫間距，裂縫條數(shù)n為偶數(shù)時(shí)為裂縫半間距，單位為m；n0—裂縫條數(shù)n為奇數(shù)時(shí)為(n-1)/2，裂縫條數(shù)n為偶數(shù)時(shí)為n-1；w—裂縫寬度，單位為m，μg—?dú)怏w粘度，單位為mpa·s；μw—地層水粘度，單位為mpa·s；r—裂縫內(nèi)部高速非達(dá)西流等效泄氣半徑，單位為m；rwg—生產(chǎn)水氣比，小數(shù)；rw—井筒半徑，單位為m；r—裂縫內(nèi)部高速非達(dá)西流任意一點(diǎn)的等效泄氣半徑，單位為m；re—泄氣邊界，單位為m；kf—裂縫滲透率，單位為md；pi—原始地層壓力，單位為mpa；p—地層壓力，單位為mpa。2)試氣階段泄氣邊界的確定：基于實(shí)際儲(chǔ)層參數(shù)和壓裂參數(shù)，利用comsol仿真模擬軟件建立相應(yīng)的壓裂水平井?dāng)?shù)值模型；結(jié)合壓裂返排階段氣井產(chǎn)量控制要求，按平均產(chǎn)氣量生產(chǎn)模擬泄氣邊界隨時(shí)間的變化，通過excel擬合得到無因次泄氣邊界和試氣時(shí)間的關(guān)系曲線和擬合關(guān)系式d＝0.905t0.0319。壓裂水平井?dāng)?shù)值模型的建立需根據(jù)氣藏實(shí)際井網(wǎng)井距設(shè)置模型的大小，并設(shè)置裂縫參數(shù)，同時(shí)考慮應(yīng)力敏感的影響，按天設(shè)置不同的時(shí)間步長得到生產(chǎn)初期泄氣邊界的變化。3)基于巖心測(cè)試得到的相滲曲線，根據(jù)試氣階段氣液兩相流產(chǎn)能公式、無因次泄氣邊界和試氣時(shí)間的關(guān)系曲線和擬合關(guān)系式和對(duì)應(yīng)的井底流壓、產(chǎn)氣量測(cè)試值，設(shè)置迭代求解精度和合適的有效滲透率范圍，對(duì)氣液兩相流產(chǎn)能方程進(jìn)行牛頓迭代求解，通過插值擬合法得到井周圍外來壓裂液及地層水影響下的基質(zhì)有效滲透率。4)做試氣階段泄氣邊界的敏感性分析，確定試氣階段無因次泄氣邊界的最小取值，結(jié)合井底流壓、產(chǎn)氣量測(cè)試值和試氣時(shí)間，設(shè)置迭代求解精度，利用氣液兩相流產(chǎn)能方程計(jì)算壓裂水平井的流入動(dòng)態(tài)ipr曲線，從而確定試氣階段的無阻流量。5)生產(chǎn)階段泄氣邊界的確定：基于壓裂水平井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用油壓遞減法、產(chǎn)量累積法、物質(zhì)平衡法分別計(jì)算壓裂水平井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，結(jié)合動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算的體積法反推得到壓裂水平井的泄氣邊界。采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反推法計(jì)算壓裂水平井泄氣邊界時(shí)，對(duì)于壓裂水平井的泄氣邊界形狀的確定，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果可以近似等效為一個(gè)矩形加兩個(gè)半圓的組合；然后根據(jù)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反推法計(jì)算泄氣邊界時(shí)，需要考慮相滲曲線中殘余氣飽和度的影響，否則計(jì)算結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏小的情況，具體計(jì)算方程如下：其中：r—泄氣邊界，單位為m；φ—孔隙度，小數(shù)；l—水平井長度，單位為m；h—?dú)鈱雍穸龋瑔挝粸閙；gp—?jiǎng)討B(tài)儲(chǔ)量，單位為萬方；bgi—?dú)怏w原始體積系數(shù)，小數(shù)；swc—束縛水飽和度，小數(shù)；sgor—束縛水飽和度，小數(shù)。6)基于巖心測(cè)試得到的相滲曲線，根據(jù)不同生產(chǎn)階段計(jì)算的泄氣邊界值和對(duì)應(yīng)的井底流壓、產(chǎn)氣量測(cè)試值，設(shè)置迭代求解精度和合適的有效滲透率范圍，對(duì)氣液兩相流產(chǎn)能方程進(jìn)行牛頓迭代求解，通過插值擬合法得到井周圍外來壓裂液及地層水影響下的基質(zhì)有效滲透率和壓裂水平井的流入動(dòng)態(tài)ipr曲線，從而得到不同生產(chǎn)階段壓裂水平井的動(dòng)態(tài)無阻流量。根據(jù)計(jì)算的泄氣邊界，迭代求解試氣階段無阻流量時(shí)，需要根據(jù)擬合得到的基質(zhì)有效滲透率對(duì)流入動(dòng)態(tài)ipr曲線做泄氣邊界的敏感性分析，根據(jù)交會(huì)法確定試氣階段無阻流量計(jì)算時(shí)無因次泄氣邊界的最小取值，若無阻預(yù)測(cè)時(shí)的無因次泄氣邊界小于無因次泄氣邊界最小值，則應(yīng)選用無因次泄氣邊界最小值計(jì)算無阻流量，避免因測(cè)試時(shí)間過短造成無阻流量偏大的情況。以下結(jié)合具體實(shí)地案例來進(jìn)一步詳細(xì)的說明本發(fā)明：大牛地氣田d12井區(qū)dph-2井以盒1層為目的層，氣層厚度11m，水平段實(shí)鉆長度1000m，水平段平均孔隙度10.3％，平均滲透率0.69md，平均含氣飽和度52.1％，應(yīng)力敏感系數(shù)0.47。實(shí)際壓裂裂縫條數(shù)11條，裂縫半長150m，裂縫導(dǎo)流能力40d·cm，壓裂返排14天后進(jìn)行流壓測(cè)試，折算地層中部流壓13.573mpa，地層靜壓23.7mpa，平均日產(chǎn)氣量84427m3/d，氣層天然氣pvt參數(shù)見表1，相滲數(shù)據(jù)見表2，上述數(shù)據(jù)為建立數(shù)值模型和氣液兩相流產(chǎn)能方程求解的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。表1盒1儲(chǔ)層天然氣pvt參數(shù)壓力,mpa體積系數(shù),rm3/sm3粘度,mpa·s7.3420.01580.01458.3490.01380.01479.330.01230.014910.3210.01110.015111.3140.01010.015412.2910.00920.015613.2860.00850.015914.2850.00790.016215.2940.00740.016616.2730.00700.016917.2790.00660.017218.250.00630.017619.2110.00600.017920.2030.00570.018321.2110.00540.018722.2080.00520.019123.160.00500.019524.2090.00490.019925.1980.00470.020326.1550.00460.020727.0860.00440.021028.1740.00430.021429.1780.00420.0218表2盒1儲(chǔ)層相滲曲線數(shù)據(jù)表含氣飽和度(％)氣相相對(duì)滲透率水相相對(duì)滲透率16.0000.595018.900.00210.520721.800.00740.451824.690.01530.388227.590.02570.329830.490.03830.276533.390.05320.228336.290.07030.185239.190.08930.146842.080.11040.1133表2續(xù)含氣飽和度(％)氣相相對(duì)滲透率水相相對(duì)滲透率44.980.13350.084547.880.15850.060250.780.18540.040353.680.21410.024756.580.24470.013159.470.27700.005462.370.31110.001265.270.347001)試氣階段泄氣邊界的確定：結(jié)合dph-2井實(shí)際儲(chǔ)層參數(shù)和壓裂參數(shù)，利用comsol仿真模擬軟件建立相應(yīng)的壓裂水平井?dāng)?shù)值模型。結(jié)合壓裂返排階段氣井產(chǎn)量控制要求，按平均產(chǎn)氣量生產(chǎn)模擬泄氣邊界隨時(shí)間的變化，通過對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行三角形剖分，定義時(shí)間步長為1天，模擬60天內(nèi)泄氣邊界的變化情況，圖2所示為20天時(shí)氣井泄氣邊界的分布情況，定義無因次泄氣邊界為坐標(biāo)原點(diǎn)在x軸方向到泄氣邊界的距離和1/2壓裂水平井長度的比值，得到無因次泄氣邊界和試氣時(shí)間的關(guān)系曲線和擬合關(guān)系式：d＝0.905t0.0319其中：d—無因次泄氣邊界，小數(shù)；t—時(shí)間，天。所述無因次泄氣邊界和試氣時(shí)間的關(guān)系曲線，如圖3所示：試氣初期無因次泄氣邊界隨試氣時(shí)間增加迅速增加，當(dāng)試氣時(shí)間超過20天時(shí)無因次泄氣邊界的增加速度明顯降低。2)基于巖心測(cè)試得到的相滲曲線，基于dph-2井實(shí)際儲(chǔ)層參數(shù)和壓裂參數(shù)，利用氣液兩相流產(chǎn)能公式和無因次泄氣邊界與試氣時(shí)間的擬合關(guān)系式，結(jié)合壓裂返排時(shí)間、試氣的流壓、靜壓、產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)，設(shè)定儲(chǔ)層有效滲透率范圍為0.01md～2md，通過牛頓迭代求解得到擬合基質(zhì)有效滲透率為0.19md，根據(jù)計(jì)算的泄氣邊界，迭代求解試氣階段無阻流量時(shí)，需要根據(jù)擬合得到的基質(zhì)有效滲透率對(duì)ipr曲線做泄氣邊界的敏感性分析，根據(jù)交會(huì)法確定試氣階段無阻流量計(jì)算時(shí)無因次泄氣邊界的最小取值為1，如圖4所示，隨著泄氣邊界的增加，氣井無阻流量逐漸減小，且無阻流量的遞減速度逐漸降低，若無阻預(yù)測(cè)時(shí)的無因次泄氣邊界小于無因次泄氣邊界最小值，則應(yīng)選用無因次泄氣邊界最小值計(jì)算無阻流量，避免因測(cè)試時(shí)間過短造成無阻流量偏大的情況。3)壓裂返排14天后進(jìn)行流壓測(cè)試，試氣時(shí)的無因次泄氣邊界0.984小于1，將無因次泄氣邊界校正為1進(jìn)行計(jì)算，得到試氣階段泄氣邊界校正后的dph-2井流入動(dòng)態(tài)曲線，如圖5所示，對(duì)應(yīng)無阻流量為9.80萬方/天，按無阻流量的1/5～1/3配產(chǎn)，則初期合理配產(chǎn)范圍1.96萬方/天～3.27萬方/天。dph2井生產(chǎn)曲線的壓力和產(chǎn)量變化，如圖7和圖8所示，初期配產(chǎn)4萬方/天(常規(guī)一點(diǎn)法無阻流量12.37萬方/天)時(shí)壓降速率較快，生產(chǎn)40天后配產(chǎn)調(diào)整為3.2萬方/天左右，壓降速率明顯變緩，氣井實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)2年左右，說明試氣階段按本發(fā)明的計(jì)算方法得到的無阻流量可靠性高。4)2014年11月12日，基于壓裂水平井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)：dph-2井流壓測(cè)試數(shù)據(jù)為流壓6.84mpa、日產(chǎn)氣量31038方/天，根據(jù)累積產(chǎn)量法、油壓遞減法、流動(dòng)物質(zhì)平衡法分別計(jì)算的dph-2井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，如表3所示，三種方法平均動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為4551.06萬方，并結(jié)合動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算的體積法反推得到壓裂水平井的泄氣邊界，故結(jié)合相滲數(shù)據(jù)計(jì)算得到壓裂水平井泄氣邊界為674.65m。設(shè)定儲(chǔ)層有效滲透率范圍為0.01md～2md，通過matlab編程計(jì)算氣井流入動(dòng)態(tài)曲線，得到此時(shí)的擬合有效滲透率為0.24md，氣井無阻流量為3.32萬方/天，如圖6所示，此時(shí)的合理配產(chǎn)為0.6637萬方/天～1.1061萬方/天。dph2井生產(chǎn)曲線的壓力和產(chǎn)量變化，如圖7和圖8所示，2014年12月，由于井口壓力低且壓降速率較快，改用速度管生產(chǎn)，調(diào)整配產(chǎn)為1.0萬方/天左右，氣井進(jìn)入第二個(gè)穩(wěn)產(chǎn)階段生產(chǎn)，與本發(fā)明方法得到的合理配產(chǎn)一致，說明按照本發(fā)明方法計(jì)算得到的氣井生產(chǎn)階段的無阻流量結(jié)果可靠性高。表3dph-2井不同生產(chǎn)階段對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果要說明的是，上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的說明而非限制，所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
普通技術(shù)人員的等同替換或者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而做的其它修改，只要沒超出本發(fā)明技術(shù)方案的思路和范圍，均應(yīng)包含在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12