经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法，它包括以下步骤：建立物理模型；得到n条裂缝中的任一条引起的无量纲压力PD与该条裂缝无量纲裂缝流量qD(α)之间的关系式；根据气体在裂缝中的流动关系以及裂缝与地层之间的边界耦合关系，得到n条裂缝中的任一条在与井筒接触处产生的压力扰动Pwfn与标况下该条裂缝流量的Qscn的关系式；根据气体在井筒中的流动关系以及裂缝与井筒之间的边界耦合关系，得到n条裂缝中的任一条在与井筒接触处产生的压力扰动Pwfi、与该条裂缝相邻的裂缝在与井筒接触处产生的压力扰动Pwfi-1和这两条裂缝在井筒内之间的流量Qsci的关系式；利用数值迭代法得到该水平井的产能。
【专利说明】经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及了一种产能计算方法，尤其涉及了一种经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法。本发明涉及了一种产能计算系统，尤其涉及了一种经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算系统。
【背景技术】
[0002]致密气藏(Tight Gas)是指渗透率小于0.1毫达西(mD)的砂岩地层天然气藏。致密气藏作为一种重要的天然气资源，已经逐渐成为天然气产量的主要增长点。现有技术中，往往采用水平井对致密气藏进行开采。水平井是指井斜角达到或接近90°且井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井经过多段压裂改造后，形成多条形态不同的横向裂缝(以下简称“裂缝”)。裂缝沿垂直于井筒的方向起裂。裂缝大大增加了气井与地层的接触面积，同时改善了井底周围储层的渗流条件，增加了油层泄油面积。致密气藏的气体从地层孔隙中流入裂缝，在裂缝中流向井筒，进而沿井筒流向井口。
[0003]为了对经过多段压裂改造后的致密气藏水平井进行产能评估，本领域技术人员进行了不断深入的研究。在裂缝有限导流研究方面，裂缝模型从单裂缝发展到多裂缝再到体积压裂，求解方法从解析法发展到半解析解再到数值法，模拟精度不断提高。压裂水平井产能评价方面，范子菲利用水平井筒的流动特征建立了储层与井筒的流动耦合模型，李晓平应用体积平衡原理修正了耦合模型。但是他们所提出的水平井模型是以裸眼、割缝衬管或割缝筛管的方式完井。相较于其他完井方式，分段压裂后致密气藏水平井的裂缝与井筒相比流动面积要大得多，所以需要充分考虑人工裂缝流动对气井产能的影响。
【发明内容】
·[0004]本发明的发明目的在于，提供了一种经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法，该方法能够提高经过多段压裂改造后的致密气藏水平井产能预测的准确性。
[0005]本发明公开了一种经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法，其特征在于:它包括以下步骤
[0006]步骤A)，建立物理模型，所述物理模型具有以下定义:A1)地层均质等厚，地层的俯视面为矩形，该矩形具有四条闭合且等压的边界，所述矩形的宽为X6，该值通过对地层进行试井解释得到，所述矩形的长为I，该值通过对地层进行试井解释得到；A2)具有n条裂缝，所有n条裂缝完全贯穿地层，其中n=l，2，3……，第I条裂缝位于该水平井井筒的根端，第i条裂缝逐渐向该水平井井筒的趾端排布，其中i=l，2，3……，n ；
[0007]所述物理模型定义如下无量纲量:
【权利要求】
1.一种经过多段压裂改造后的致密气藏水平井的产能计算方法，其特征在于:它包括以下步骤 步骤A)，建立物理模型，所述物理模型具有以下定义:A1)地层均质等厚，地层的俯视面为矩形，该矩形具有四条闭合且等压的边界，所述矩形的宽为χε，该值通过对地层进行试井解释得到，所述矩形的长为I，该值通过对地层进行试井解释得到；A2)具有η条裂缝，所有η条裂缝完全贯穿地层，其中η=1，2，3……，第I条裂缝位于该水平井井筒的根端，第i条裂缝逐渐向该水平井井筒的趾端排布，其中i=l，2，3……，n; 所述物理模型定义如下无量纲量:
2.根据权利要求1所述的产能计算方法，其特征在于:在步骤C)中，气体在裂缝中的流动关系要考虑到裂缝的渗流作用、无限导流裂缝与有限导流裂缝之间的差异以及井筒的径向聚流效应。
3.根据权利要求1所述的产能计算方法，其特征在于:在步骤E)中，还包括以下步骤: El)根据实际生产情况估算第n条裂缝流量的最大值Qsm(max)和最小值Qsm(min)，取最大值与最小值的算术平均
4.根据权利要求1所述的产能计算方法，其特征在于:在步骤D)中，所述摩擦系数f由以下公式计算得到:
5.根据权利要求1所述的产能计算方法，其特征在于:该水平井的产能为，其
M中，j=l, 2, 3......, n。
6.根据权利要求1所述的产能计算方法，其特征在于:所述Pi通过对未开采的地层测量得到，所述P通过对开采后的地层进行测量得到，所述T通过对开采后的地层的温度进行测量得到，所述k通过室内实验或试井解释得到，所述h通过测井解释得到，所述y通过室内实验得到，所述Z通过室内实验得到，所述Xf通过试井解释得到，所述kf通过试井解释得到，所述Wf通过试井解释得到。
7.根据权利要求1所述的产能计算方法，其特征在于:所述Z通过室内实验得到；所述Y g通过室内实验得到，所述d通过压裂设计数据得到。
8.一种采用如权利要求1至7之一的计算方法的产能计算系统，其特征在于:它包括 建模单元，其用于建立物理模型； 第一计算单元，其用于根据气体在地层中的渗流规律得到n条裂缝中的任一条引起的无量纲压力Pd与该条裂缝无量纲裂缝流量qDU)之间的关系式； 第二计算单元，其用于根据气体在裂缝中的流动关系以及裂缝与地层之间的边界耦合关系得到n条裂缝中的任一条在与井筒接触处产生的压力扰动Pwfn与标况下该条裂缝流量的Qsm的关系式；第三计算单元，其用于根据气体在裂缝中的流动关系以及裂缝与地层之间的边界耦合关系得到n条裂缝中的任一条在与井筒接触处产生的压力扰动Pwf1、与该条裂缝相邻的裂缝在与井筒接触处产生的压力扰动PwfH和这两条裂缝在井筒内之间的流量Qscd的关系式；第四计算单元，其用于接收估算第n条裂缝的流量Qsm，其用于接收由测量得到第I条裂缝在与井筒接触处产生的压力·扰动Pwf，其用于采用数值迭代法得到该水平井的产能。
【文档编号】E21B43/26GK103590824SQ201310495189
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】位云生, 王军磊 申请人:中国石油天然气股份有限公司