一种基于流态识别外推法的页岩气井EUR计算方法与流程

本发明属于非常规油气藏开发技术领域，具体涉及一种基于流态识别外推法的页岩气井eur计算方法。

技术背景

随着页岩气藏的开发不断深入，气井的eur(最终可采储量)逐渐成为指导评价页岩气开发效果的关键指标，但是该指标受诸多因素影响，实际开发进程中该值计算步骤复杂、预测精度较差。如何运用现有生产数据，结合经验方法，对页岩气井的eur进行有效测算是当前页岩开发工程亟需解决的客观难题，根据气井eur的评价结果，为页岩增产作业进行优化设计，对提升页岩气整体开发效益具有重要意义。

目前，针对页岩气井eur的计算或预测手段主要有三大类，即经验法、现代产量递减分析法，模拟预测法。经验法主要依靠生产井实测数据进行规律分析，由于忽略了页岩复杂渗流机理，其拟合仅能描述部分阶段流动特征，预测误差大，难于满足矿场应用需求；现代产量递减分析法在经验法的基础上考虑了页岩不稳定渗流机理，其主要模型源于动态物质平衡方程，使其适用范围扩大至变井底流压生产，在使用上该方法主要与标准图版进行拟合，预测精度受到工程人员使用经验及技术水平限制；模拟预测法主要有解析法和数值模拟法，解析法较全面地考虑了页岩气藏复杂渗流机理，能够实现不同机理对eur的最终影响，其难点在于页岩渗流机理复杂，需要依靠大量基础实验进行验证，另模型求解难度较大，通常适用于概念模型或实验室机理研究；数值模拟法主要在传统黑油及组分模型上新增页岩气的吸附解吸机理表征，能够较好考虑水力压裂增产作用，但由于缺乏井间对比，测录井资料少，导致地质模型粗糙，后期可调参数增多，拟合结果存在多解性，预测结果可靠性降低。上述三种不同预测方法均在一定程度上受到可操作性、准确度、适用条件等的制约，而且很难适应于大规模的快速准确计算。因此，亟需一种预测原理可靠、计算简便易行、分析结果合理的页岩气井eur快速评价方法。

技术实现要素：

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种基于流态识别外推法的页岩气井eur计算方法，该方法根据页岩气井实际生产过程中出现的线性流及边界流流态，可用计算机编程自动拟合及识别出两个特征阶段，并结合当前经济技术状况解出在此经济极限产量时的页岩气井累产气量，即eur。该方法与其它方法相比具有所需数据量少，可操作性好，特别是在引进计算机编程进行斜率拟合后其精度及计算效率得以进一步提升，适宜在工程应用范围进行推广，为当前页岩气井的eur计算提供了确实可行的技术手段。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种基于流态识别外推法的页岩气井eur计算方法，其特征在于主要包括：特征曲线构建、典型流态识别和经济极限产能外推；所述特征曲线构建，主要包括原始生产数据去噪和特征曲线绘制方法；所述典型流态识别方法，主要包含页岩气井线性流及边界流的流态识别，即通过斜率拟合判断出这两种流态的方法；所述经济极限产能外推，主要是指将识别到的边界流阶段外推至气井经济极限产气量，并求解该时间节点的累产气量gp，即为该井的eur。

所述的原始生产数据去噪方法，主要包含时间平均曲线绘制和误差判断两部分，设有生产n天的日产数据q(q1,q2,q3,…,qn)，则t个生产日的平均生产数据为qt，即有：

设日产数据相对t日生产平均数据有误差ε，则有误差判断公式为：

当日产数据qi不满足误差下限时则剔除，从而实现生产数据去噪的目的，此外生产数据可以是时产、日产、月产或年产数据。

所述的特征曲线绘制，主要是指应用去噪后的生产数据绘制日产气qg及井底流压pwf与时间t的关系曲线、日产气qg及井底流压pwf与时间t的双对数关系曲线，即：

qg/pwfvs(t)(3)

log(qg)/log(pwf)vslog(t)(4)应用式(3)主要目的是对去噪后的生产数据进行检查复核，即进一步剔除生产异常的数据点；应用式(4)即可绘制流态判别的所需特征曲线。

所述典型流态识别方法，主要包含页岩气井线性流及边界流的流态识别，即通过斜率拟合判断出这两种流态。页岩气井出现线性流和边界流时，其产量曲线在双对数坐标轴上的斜率分别为-1/2和-1，即在特征曲线上拟合斜率分别为-1/2和-1的生产阶段，即有：

log(qg)＝kilog(t)+c(k1＝-1/2,k2＝-1)(5)

c为截距，由式(5)可以应用计算机编程在特征曲线上自动识别出线性流及边界流阶段。

所述经济极限产能外推，主要包含累产曲线绘制和在曲线图上求解eur。

所述累产曲线绘制，即将式(5)识别到的边界流阶段外推至气井经济极限产气量，并绘制累产气量曲线，如式(6)，:

log(qg)/log(gp)vslog(t)(6)。

所述的在曲线图上求解eur，其具体步骤如下：

①根据拟定的经济极限产量求其与log(qg)的交点坐标a；

②根据交点a绘制t＝ta的直线；

③求解直线t＝ta与累产气量gp的交点b；

④b点在累产曲线gp上的投影即为页岩气井的eur。

与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：

1、本发明不需要研判页岩气井的递减模型及规律，更不需要求解递减率，在计算流程上比经验法及现代产量递减分析法大为简化，使分析过程变得简洁明了；

2、本发明不需要建立地质、油藏模型，减少了数值模拟的历史拟合等工作，使得eur的计算工作量得以大幅下降，计算效率显著改善；

3、本发明的计算方法在极大程度上减弱了生产制度对eur计算的适应性限制，适应于各种变井底流压、变产量生产井，并且本发明的去噪方法能够有效剔除井下作业、开关井作业、生产制度发生重大变化、井筒发生积液等异常点，有力保障了后期斜率拟合效率；

4、本发明的eur计算方法设计理念新颖，思路清晰，方法便捷，实施步骤具有良好的可操作性，特别是所需数据量少，可操作性好，较适宜页岩开发矿场推广应用。

附图说明

图1为本发明的日产气及井底流压与时间的关系曲线图

图2为本发明的日产气及井底流压与时间的双对数关系曲线图

图3为本发明的日产气及累产气与时间的双对数关系曲线

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进一步叙述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

作为本发明最基本的一种实施方案，本实例公开了一种基于流态识别外推法的页岩气井eur计算方法，具体包括以下步骤：

一种基于流态识别外推法的页岩气井eur计算方法具体包括：特征曲线构建、典型流态识别、经济极限产能外推等3个关键方法与技术组成，其具体步骤如下：

第一步，原始生产数据去噪，设有生产n天的日产数据q(q1,q2,q3,…,qn)，则t个生产日的平均生产数据为qt，即有：

设日产数据相对t日生产平均数据有误差ε，则有误差判断公式为：

当日产数据qi不满足误差下限时则剔除，从而实现生产数据去噪的目的，此外生产数据可以是时产、日产、月产、年产数据等，去噪方法同上。

第二步，特征曲线绘制，即应用式(1-2)去噪后的生产数据绘制日产气qg及井底流压pwf与时间t的关系曲线、日产气qg及井底流压pwf与时间t的双对数关系曲线，即：

qg/pwfvs(t)(3)

log(qg)/log(pwf)vslog(t)(4)应用式(3)主要目的是对去噪后的生产数据进行检查复核，即进一步剔除生产异常的数据点，特征曲线图如图1、图2所示。

第三步，典型流态识别，即识别页岩气井生产阶段的线性流及边界流。页岩气井出现线性流和边界流时，其产量曲线在双对数坐标轴上的斜率分别为-1/2和-1，即在特征曲线上拟合斜率分别为-1/2和-1的生产阶段，即有：

log(qg)＝kilog(t)+c(k1＝-1/2,k2＝-1)(5)

c为截距，由式(5)可以应用计算机编程在特征曲线上自动识别出线性流及边界流阶段，如图2所示；

第四步，经济极限产能外推，即将式(5)识别到的边界流阶段外推至气井经济极限产气量，并绘制累产气量曲线，如式(6)，其图如图3所示(图中gas为实际日产气量，qg(linear)、qg(bdf)为拟合线性流、边界流时日产气量，gp为实际累产气量，gp(linear)、gp(bdf)为拟合线性流、边界流时累产气量):

log(qg)/log(gp)vslog(t)(6)

第五步，在曲线图上求解eur，其具体步骤如下：

①根据拟定的经济极限产量求其与log(qg)的交点坐标a；

②根据交点a绘制t＝ta的直线；

③求解直线t＝ta与累产气量gp的交点b；

④b点在累产曲线gp上的投影即为页岩气井的eur。

至此，整个基于流态识别外推法的页岩气井eur计算流程结束。