本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)，尤其涉及一種基于壓裂施工曲線實時反演氣井產(chǎn)能的方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著油氣勘探開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓裂技術(shù)也逐步完善成熟，現(xiàn)在已經(jīng)成為了油氣井增產(chǎn)的重要施工環(huán)節(jié)之一，得到了廣泛應(yīng)用。在壓裂施工過程中，及時對地層生產(chǎn)能力進行評價是判斷壓裂效果以便及時調(diào)整優(yōu)化壓裂方案的關(guān)鍵。準確的氣井壓后產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果會對壓裂施工的優(yōu)化設(shè)計和壓后經(jīng)濟評估產(chǎn)生重大的影響。

2、針對氣井產(chǎn)能的預(yù)測，傳統(tǒng)的產(chǎn)能預(yù)測方法主要是基于地質(zhì)工程資料和壓后測試數(shù)據(jù)進行分析，包括試井分析、產(chǎn)能方程擬合等方法。這些方法通常需要大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和長時間的觀察，在壓裂施工結(jié)束后才能進行產(chǎn)能預(yù)測和評價。這不僅增加了時間成本，也延遲了對地層生產(chǎn)能力的快速評估。很多評價方法依賴于復(fù)雜的地質(zhì)模型和詳細的地質(zhì)資料，而地質(zhì)模型和資料的獲取和構(gòu)建過程繁瑣，且不一定能夠準確反映實際地層情況。因此，目前氣井壓后產(chǎn)能預(yù)測方法存在一定程度的不足，不適合大量應(yīng)用于現(xiàn)場實踐。本專利擬根據(jù)壓裂施工曲線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對氣井產(chǎn)能的快速、準確評價，從而為油氣田開發(fā)和生產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支持。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的空缺，創(chuàng)新性地利用壓裂施工過程中的實時數(shù)據(jù)，包括施工壓力、排量、砂濃度等，通過分析壓裂施工曲線，快速評價地層的生產(chǎn)能力。與傳統(tǒng)方法相比，本方法無需依賴長期的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和復(fù)雜的地質(zhì)模型，通過對壓裂施工曲線的實時分析，可以在短時間內(nèi)完成對氣井產(chǎn)能的預(yù)測和對壓裂效果的評估，提高了效率，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下內(nèi)容：

3、一種基于壓裂施工曲線實時反演氣井產(chǎn)能的方法，包括以下步驟：

4、s1.根據(jù)壓裂施工曲線獲得壓裂氣井的壓裂施工參數(shù)；

5、s2.基于實時排量注入數(shù)據(jù)及地層參數(shù)，利用kgd模型估算壓裂過程中裂縫的幾何尺寸；

6、s3.建立壓裂滲濾模型，分析地層線性流、裂縫線性流、雙線性流的流動狀態(tài)，描述壓裂過程中裂縫的擴展和流體的流動行為；

7、s4.在壓裂滲濾模型的基礎(chǔ)上建立氣井產(chǎn)能方程，計算氣井無阻流量，評估壓裂效果；

8、s5.判斷氣井無阻流量是否達到氣井目標無阻流量，若未達到則確定后續(xù)壓裂的壓裂液排量，返回步驟s2、s4重新計算；

9、進一步地，所述步驟s1、s2中壓裂施工參數(shù)包括井底流壓、壓裂液排量、孔隙度、滲透率、儲層厚度、地層原始壓力、泊松比、楊氏模量、壓裂液粘度。

10、進一步地，所述步驟s2中估算壓裂過程中裂縫的幾何尺寸方法為：

11、(1)對kgd模型進行修正，得到壓裂裂縫長度和寬度的計算公式：

12、

13、式中：l為裂縫半長，m；g為剪切模量，mpa；q為壓裂液排量，m3/min；v為泊松比；μ為液體粘度，mpa·min；t為注入時間，h；w為縫口寬度，m；

14、(2)通過壓裂施工曲線得到壓裂液排量和注入時間的取值。

15、(3)計算并繪制裂縫幾何尺寸隨著壓裂施工時間的變化關(guān)系曲線；

16、進一步地，所述步驟s3中建立壓裂滲濾模型，分析地層線性流、裂縫線性流、雙線性流的流動狀態(tài)，描述壓裂過程中裂縫的擴展和流體的流動行為包括以下計算過程：

17、引入如下無因次量:

18、無因次時間：無因次壓力：無因次井底壓力：無因次裂縫壓力：無因次水力擴散率：無因次裂縫儲集系數(shù)：無因次井筒儲集系數(shù)：無因次裂縫傳導(dǎo)系數(shù)：無因次長度：

19、其中：ct為總壓縮系數(shù)，cft為總裂縫壓縮系數(shù)，cw為井筒儲集系數(shù)

20、注：由于為注水井，注水量q為負數(shù)。

21、建立裂縫線性流和地層線性流的微分方程：

22、裂縫線性流的微分方程為：

23、

24、地層線性流的微分方程為：

25、

26、分別對兩微分方程取基于無因次時間的拉普拉斯變換，并聯(lián)立相關(guān)無因次量，可解得不同流態(tài)的雙對數(shù)壓力公式：

27、(1)裂縫線性流結(jié)果反演得：

28、壓裂早期，井筒儲集效應(yīng)占主要地位時：

29、

30、壓裂早期，井筒儲集效應(yīng)不明顯時：

31、

32、(2)雙線性流結(jié)果反演得：

33、不考慮井筒儲集效應(yīng)和表皮效應(yīng)時：

34、

35、(3)地層線性流結(jié)果反演得：

36、不考慮井筒儲集效應(yīng)和表皮效應(yīng)時：

37、

38、進一步地，所述步驟s4中在壓裂滲濾模型的基礎(chǔ)上建立氣井產(chǎn)能方程，計算氣井無阻流量包括以下計算過程：

39、引入無因次時間和無因次井底壓力：

40、

41、

42、由于中期地層線性流較為穩(wěn)定，因此壓裂氣井產(chǎn)能的預(yù)測以中期地層線性流下不考慮井筒儲集效應(yīng)和表皮效應(yīng)為基本分析條件。

43、在等時試井或修正等時試井中，需要進行延時開井的穩(wěn)定點測試。所謂穩(wěn)定，是出于一種實際的考慮，反映到測點時間上，認為此時壓力不再有明顯的變化。因此，進入擬穩(wěn)態(tài)的初始點，就成為確定延時開井時間的“標志點”。

44、按照影響半徑的定義，計算影響半徑ri的公式對于半徑r＝re的定容氣藏，當ri＝re時，流動開始進入擬穩(wěn)態(tài)，此時的時間為：

45、

46、式中：ts為定容氣藏開井后達到擬穩(wěn)態(tài)的時間，h；μg為地層天然氣粘度，mpa·s；φ為氣層的孔隙度，小數(shù)；k為地層有效滲透率，10-3μm2(md)；re為氣井供給邊界半徑，m；pr為實測地層壓力，mpa；

47、由壓裂施工曲線得到壓裂液排量、砂濃度等參數(shù)的取值，根據(jù)專利：一種基于施工數(shù)據(jù)的壓裂動態(tài)井底壓力計算方法(cn112145167a)，計算得到氣井井底流壓，并繪制氣井井底流壓與壓裂施工時間的關(guān)系曲線。

48、由滲流力學(xué)理論，單相氣體平面徑向穩(wěn)定達西滲流的氣井無阻流量可由中期地層線性流下的雙對數(shù)壓力公式和無因次時間公式、無因次井底壓力公式聯(lián)立解得：

49、

50、式中：q為氣井產(chǎn)量，m3/d；k為氣層滲透率，d；h為氣層厚度，m；xf為裂縫半長，m；ts為定容氣藏開井后達到擬穩(wěn)態(tài)的時間，h；ct為總壓縮系數(shù)，1/mpa；pi為地層壓力，mpa；pwf為井底流壓，mpa。

51、由于計算過程中代入的氣層滲透率k是巖性分析得出的結(jié)果，無法準確代表整個氣層，因此該反演氣井產(chǎn)能的計算方法具有一定的誤差。建立如下公式，根據(jù)壓裂施工曲線對壓裂施工停泵后的地層線性流的相關(guān)數(shù)據(jù)對氣層滲透率進行校正，并計算校正后的氣井無阻流量。

52、

53、進一步地，所述步驟s5中中判斷氣井無阻流量是否達到氣井目標無阻流量包括以下步驟：

54、(1)按照步驟s2～s4計算隨著壓裂施工的進行氣井所能達到的無阻流量。

55、(2)將計算結(jié)果通過繪制曲線的形式顯示，再根據(jù)氣井的目標無阻流量通過調(diào)整壓裂排量和壓裂施工時間來優(yōu)化壓裂方案。

56、本發(fā)明的有益效果是：

57、本發(fā)明通過壓裂施工曲線計算并繪制壓裂裂縫的幾何尺寸與壓裂施工時間的關(guān)系曲線，通過分析流體在地層、裂縫中的流動狀態(tài)，計算出壓裂氣井的無阻流量，并繪制出氣井無阻流量與壓裂施工時間的關(guān)系曲線，可在壓裂施工過程中實時預(yù)測氣井產(chǎn)能和評價壓裂效果，從而根據(jù)氣井的目標產(chǎn)量及時對壓裂施工方案的優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)。