一种页岩气藏数值模拟方法与流程

1.本技术涉及非常规油气领域，尤其涉及一种页岩气藏数值模拟方法。


背景技术：

2.油气藏数值模拟的基本原理是建立能够描述地下储层特征、地下渗流物理过程以及油气藏初始和边界条件的数学模型并通过数值方法求解数学模型，复制储层流体流动、采出的实际过程，并根据计算油藏分析处理实际油气藏开发工程问题。随着中国经济绿色发展要求的不断提高，对石油天然气的需求快速增长，页岩气勘探开发对保障中国能源安全并改善能源结构、推动中国油气工业科技进步具有重要意义。
3.然而，目前尚无成熟的页岩气藏数值模拟理论技术，且现有技术中的页岩气重复压裂单井的采收率较低。


技术实现要素：

4.本技术提供一种页岩气藏数值模拟方法，旨在改善现有技术中的页岩气重复压裂单井的采收率较低的问题。
5.本技术的技术方案是：
6.一种页岩气藏数值模拟方法，包括以下步骤：
7.s1.获取研究区块的页岩气井的储层参数；
8.s2.获取所述研究区块的页岩气井的工程参数；
9.s3.获取所述研究区块的页岩气井的生产数据，所述生产数据包括所述页岩气井的投产时间、日产气量、实测井底流压以及投产前静压；
10.s4.基于收集的所述页岩气井的储层参数，向石油软件中逐步导入所述页岩气井的井位数据、井轨迹数据、测井数据数据，完成所述页岩气井的构造模型与属性模型的建立，并由所述构造模型与所述属性模型形成所述页岩气井的地质模型，并导出所述地质模型中的网格数据、与每个网格对应的孔隙度数据、与每个网格对应的含气饱和度数据；
11.s5.根据页岩气产能物质平衡动态分析方法，通过数据诊断、流态识别、典型曲线分析以及历史拟合的步骤，利用所述页岩气井的生产数据模拟出所述页岩气井的单段压裂缝平均半缝长；通过建立压裂工程参数，计算出每段压裂段对应的非均匀半缝长，通过所述非均匀半缝长建立所述页岩气井的多段非均匀半缝长压裂缝模型；
12.s6.在建立了所述页岩气井的所述地质模型与所述非均匀半缝长压裂缝模型的基础上，在数值模拟软件中将所述地质模型、所述非均匀半缝长压裂缝模型以及所述页岩气井的生产数据填入，对所述页岩气井按照指定的日产气量和井底流压进行生产，并形成地模数模一体化耦合模型；通过所述地模数模一体化耦合模型，并按照所述页岩气井所指定的生产制度进行生产模拟，得到所述研究区块的地层压力、含气性分布情况。
13.作为本技术的一种技术方案，在步骤s1中，所述储层参数包括地层埋深、地层温度、地层压力系数、含气性、基质孔隙度、基质渗透率、天然裂缝孔隙度、天然裂缝渗透率、地
层形状因子、岩石密度、流体数据、页岩气朗式吸附体积以及吸附压力。
14.作为本技术的一种技术方案，在步骤s2中，所述工程参数包括水平段长、压裂段数、压裂段间距、压裂射孔位置、压裂液总量、总砂量、单段压裂液量以及单段加砂量。
15.作为本技术的一种技术方案，在步骤s5中，建立压裂工程参数包括建立单段压裂液量与单段压裂缝半缝长之间的统计学关系、单段压裂段加砂量与单段压裂缝非均匀半缝长之间的统计学关系。
16.作为本技术的一种技术方案，在步骤s5中，第i段压裂缝非均匀半缝长的计算表达式为：
[0017][0018]
式中：n为总压裂段数，段；ulength为第i段压裂缝非均匀半缝长，m；proppanti为第i段压裂段加砂量，m3；为所有压裂段加砂量总和m3；alength为页岩气产能物质平衡动态分析法计算出的均匀半缝长，m。
[0019]
本技术的有益效果：
[0020]
本技术提供了一种页岩气藏数值模拟方法，其应用静态的压裂工程参数和页岩气井动态生产数据相结合，运用统计学方法将动态分析出的均匀半缝长修正为反应了每段压裂效果的非均匀半缝长模型，该方法基于工程参数与裂缝半长的统计学关系，对页岩气井裂缝展布针对性及准确性高，且具有较强的推广应用前景，可以应用于不同区块的页岩气田，能够有效地提高页岩气田的采收率。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]
图1为本技术实施例提供的页岩气藏数值模拟方法工作流程图。
具体实施方式
[0023]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0024]
因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0026]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]
此外，在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0028]
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0029]
在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0030]
实施例：
[0031]
请参照图1，本技术实施例提供一种页岩气藏数值模拟方法，其一种页岩气藏数值模拟方法，包括以下步骤：
[0032]
s1.获取研究区块的页岩气井的储层参数，该储层参数包括地层埋深、地层温度、地层压力系数、含气性、基质孔隙度、基质渗透率、天然裂缝孔隙度、天然裂缝渗透率、地层形状因子、岩石密度、pvt数据、页岩气langmuir吸附体积以及吸附压力；
[0033]
s2.获取研究区块的页岩气井的工程参数，该工程参数包括水平段长、压裂段数、压裂段间距、压裂射孔位置、压裂液总量、总砂量、单段压裂液量以及单段加砂量；
[0034]
s3.获取研究区块的页岩气井的生产数据，生产数据包括页岩气井的投产时间、日产气量、实测井底流压以及投产前静压；
[0035]
s4.基于收集的页岩气井的储层参数(该储层参数包括地层埋深、地层温度、地层压力系数、含气性、基质孔隙度、基质渗透率、天然裂缝孔隙度、天然裂缝渗透率、地层形状因子、岩石密度、流体数据、页岩气朗式吸附体积和吸附压力)，向石油软件中逐步导入页岩气井的井位数据、井轨迹数据、测井数据数据，完成页岩气井的构造模型与属性模型的建立，并由构造模型与属性模型形成页岩气井的地质模型，并导出地质模型中的网格数据、与每个网格对应的孔隙度数据、与每个网格对应的含气饱和度数据；
[0036]
s5.根据页岩气产能物质平衡动态分析方法，通过数据诊断、流态识别、典型曲线分析以及历史拟合的步骤，利用页岩气井的生产数据模拟出页岩气井的单段压裂缝平均半缝长；通过建立压裂工程参数，即建立单段压裂液量与单段压裂缝半缝长之间的统计学关系、单段压裂段加砂量与单段压裂缝非均匀半缝长之间的统计学关系，依此来计算出每段
压裂段对应的非均匀半缝长，通过非均匀半缝长建立页岩气井的多段非均匀半缝长压裂缝模型；
[0037]
s6.在建立了页岩气井的地质模型与非均匀半缝长压裂缝模型的基础上，在数值模拟软件中将地质模型、非均匀半缝长压裂缝模型以及页岩气井的生产数据填入，对页岩气井按照指定的日产气量和井底流压进行生产，并形成地模数模一体化耦合模型；通过地模数模一体化耦合模型，并按照页岩气井所指定的生产制度进行生产模拟，得到研究区块的地层压力、含气性分布情况。
[0038]
需要说明的是，在步骤s5中，第i段压裂缝非均匀半缝长的计算表达式为：
[0039][0040]
式中：n为总压裂段数，段；ulength为第i段压裂缝非均匀半缝长，m；proppanti为第i段压裂段加砂量，m3；为所有压裂段加砂量总和m3；alength为页岩气产能物质平衡动态分析法计算出的均匀半缝长，m。
[0041]
需要说明的是，在本实施例中，将页岩气藏数值模拟方法应用于xx区块页岩气田中，该请参照表1，配合参照表2，通过动态分析方法预测该井平均半缝长为223m，利用步骤s5中的计算公式计算出该井每段压裂段对应的非均匀半缝长长度(即表2)。
[0042]
表1 xx区块页岩气田单井压裂工程参数表
[0043][0044]
表2 xx区块页岩气田单井非均匀半缝长统计表
[0045][0046]
需要说明的是，在步骤s5中，有研究表明，单段压裂液量砂量与单段压裂缝半缝长之间呈现正相关关系，故不同段的压裂液量砂量比值等于不同段的压裂缝半缝长比值。
[0047]
需要说明的是，在步骤s6中，页岩气井的地质模型与非均匀半缝长压裂缝模型的耦合目前主要有等效方法、对数加密方法、嵌入式方法、非结构式耦合方法，由于对数加密方法既没有增加过大的计算量，又提高了模型计算精度，所以选择该方法用于地质模型与压裂模型的耦合过程。
[0048]
综上可知，本技术提供了一种页岩气藏数值模拟方法，其通过将静态的压裂工程参数和页岩气井动态生产数据相结合，运用统计学方法将动态分析出的均匀半缝长修正为反应了每段压裂效果的非均匀半缝长模型，该方法基于工程参数与裂缝半长的统计学关系，对页岩气井裂缝展布针对性及准确性高。同时，该方法已在我国首个页岩气勘查开发示范基四川盆地涪陵页岩气田进行了应用，能够在快速、有效的建立页岩气井数值模拟模型，现场实用性强，具有广阔的推广应用前景，能够有效地提高页岩气田的采收率，为页岩气田开发方案设计和编制、产能预测与生产措施优化调整提供了技术支撑和借鉴，可以应用于不同区块的页岩气田。
[0049]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本技术的保护范围之内。