储层气水相态产能评价方法及装置

本申请属于油气勘探开发，更具体地说，是涉及一种储层气水相态产能评价方法及装置。

背景技术：

1、非常规气藏（包括煤层气、页岩气、致密气等）已成为我国天然气增储上产的核心接替领域。非常规气藏的开发高度依赖长期连续排采过程中储层能量的逐步释放与合理调控。在排采过程中，储层能量来源复杂，既包括储层自然稳态衰竭所释放的长期宏观能量，也包括压裂改造、地层应力调整、人为排采干预以及段塞突破、裂隙启闭、煤粉运移等非稳态事件所激发的短期间歇能量。同时，气水两相在储层及井筒内的能量传导与相互作用关系直接影响气井的产能表现和稳产周期。因此，精准量化不同能量来源对产能的贡献占比，并客观评价气水相态耦合状态，对于优化排采制度、延缓储层能量衰竭、提高采收率具有重要意义。

2、现有的煤层气排采动态分析方法通过将时域信号转换为频域能量谱，可以揭示隐藏在复杂波动背后的周期性特征与能量分布规律，不同频率的谱成分对应着不同物理尺度的地质与开发过程。其中，极低频率成分通常反映储层整体的能量衰竭趋势，低频至中频成分可能对应压裂裂缝动态演化、水锁形成与解除、气体解吸突增等间歇事件，高频成分则多为测量噪声与随机干扰。然而，现有基于频域分析技术的排采动态分析方法在油气田开发领域的应用仍存在很多问题：

3、首先，现场排采数据普遍存在采样间隔不均、数据缺失等问题，直接进行快速傅里叶变换需要先进行均匀重采样插值，而插值过程会引入虚假频率，导致严重的频谱泄漏与频率混淆，丢失原始数据中的本征周期信息。其次，功率谱在低频区间存在自然增强的趋势，若直接对功率谱进行积分会高估储层衰竭能量，现有技术缺乏有效的低频能量补偿方法，导致衰竭能量的定量计算结果失真。

4、因此，亟需一种储层气水相态产能评价方法以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种储层气水相态产能评价方法及装置，以降低均匀采样导致的频谱泄漏与频率混淆，并提高储层产能评价的准确性。

2、本申请实施例的第一方面，提供了一种储层气水相态产能评价方法，包括：

3、获取目标排采井在排采过程中的产气时间序列和产水时间序列；其中，产气时间序列和产水时间序列均为非均匀采样时间序列；

4、将产气时间序列和产水时间序列分别转换为各自对应的功率谱，功率谱为产气功率谱或产水功率谱；

5、分别对产气功率谱和产水功率谱进行能量分解，得到产气时间序列对应的产气衰竭能量和产气间歇能量，以及产水时间序列对应的产水衰竭能量和产水间歇能量；产气衰竭能量和产水衰竭能量均表示储层持续释放的驱动能量，产气间歇能量和产水间歇能量均表示由非稳态排采事件激发释放的大于能量阈值的能量；

6、将产气衰竭能量、产气间歇能量、产水衰竭能量和产水间歇能量，作为目标排采井的储层产能评价结果；

7、其中，不同功率谱对应的能量分解步骤为：

8、对功率谱中位于第一频率区间的功率谱值进行频率加权累积，得到衰竭能量；

9、在功率谱的第二频率区间内，筛选出虚假报警概率小于预设显著性阈值的显著谱峰，并将各显著谱峰对应的功率谱值累加，得到间歇能量。

10、本申请实施例的第二方面，提供了一种储层气水相态产能评价装置，包括：

11、数据获取模块，用于获取目标排采井在排采过程中的产气时间序列和产水时间序列；其中，产气时间序列和产水时间序列均为非均匀采样时间序列；

12、能量转换模块，用于将产气时间序列和产水时间序列分别转换为各自对应的功率谱，功率谱为产气功率谱或产水功率谱；

13、能量分解模块，用于分别对产气功率谱和产水功率谱进行能量分解，得到产气时间序列对应的产气衰竭能量和产气间歇能量，以及产水时间序列对应的产水衰竭能量和产水间歇能量；产气衰竭能量和产水衰竭能量均表示储层持续释放的驱动能量，产气间歇能量和产水间歇能量均表示由非稳态排采事件激发释放的大于能量阈值的能量；

14、评价模块，用于将产气衰竭能量、产气间歇能量、产水衰竭能量和产水间歇能量，作为目标排采井的储层产能评价结果；

15、其中，能量分解模块具体用于：

16、对功率谱中位于第一频率区间的功率谱值进行频率加权累积，得到衰竭能量；

17、在功率谱的第二频率区间内，筛选出虚假报警概率小于预设显著性阈值的显著谱峰，并将各显著谱峰对应的功率谱值累加，得到间歇能量。

18、本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的储层气水相态产能评价方法的步骤。

19、本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的储层气水相态产能评价方法的步骤。

20、本申请实施例提供的储层气水相态产能评价方法及装置的有益效果在于：

21、本申请实施例能够直接对非均匀采样的排采数据做无偏谱估计与能量分解，无需插值重采样，避免了快速傅里叶变换因均匀重采样引入的频谱泄漏与频率混淆，完整保留了本征周期信息。除此之外，本申请实施例还通过能量分解将产量波动划分为表征宏观驱动能力的衰竭能量与表征非稳态事件激发的间歇能量，使评价结果同时反映储层的稳态释放水平与瞬态扰动水平，克服了低频自然增强导致衰竭能量高估以及大量虚假谱峰干扰的问题，从而为储层产能评价提供了准确、可靠的频域量化依据。

1.一种储层气水相态产能评价方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述对所述功率谱中位于第一频率区间的功率谱值进行频率加权累积，得到衰竭能量，包括：

3.如权利要求1所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述将所述产气时间序列和所述产水时间序列分别转换为各自对应的功率谱，包括：

4.如权利要求3所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，该时间序列在不同频率处的功率谱值基于如下公式确定：

5.如权利要求1所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述储层产能评价结果还包括储层能量衰竭速率；

6.如权利要求5所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述储层能量衰减系数β满足：

7.如权利要求1所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述储层产能评价结果还包括产气质心频率和产水质心频率

8.如权利要求1所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述储层产能评价结果还包括气水相态耦合状态，所述气水相态耦合状态基于如下方式确定：

9.如权利要求8所述的储层气水相态产能评价方法，其特征在于，所述基于所述气水能量传导效率，确定所述目标排采井的气水相态耦合状态，包括：

10.一种储层气水相态产能评价装置，其特征在于，包括：