对来自压裂的非常规地层的油气生产进行建模的方法与流程

本发明涉及生成来自地质层组的油气生产曲线的方法，更具体地提供了来自通过多级水力裂缝刺激的非常规油气藏的油气生产曲线的生成方法。
背景技术：
：在油气勘探和开采领域的技术开发与创新有着悠久的历史。作为资本密集型行业，油气开采行业有很多动机去优化和最大化来自特定的含油气地层的生产。例如，非常规油气藏是渗透性较低并需要刺激来实现盈利性生产的油气藏。在从非常规地质层组如页岩中生产油气时，一种常见的开采优化技术是沿多级压裂水平井产生多条水力裂缝来刺激油气藏。这种技术通常称为“水力压裂(fracturing)”。水力压裂方案中引发的油气生产是在基质中、在天然裂缝网络中和在水力裂缝自身中的流动的结果。在对具有高异质性的压裂地质层组中的油气生产进行建模方面存在许多问题。例如，在多级水力压裂过程中，许多预先存在的天然裂缝被重新激活。水力裂缝和活跃的天然裂缝构成用于油气生产的水力传导流动网络。在其它情况下，沿水平井的非常规地层已知在岩石物理与地质特性方面是高度异质的。在此类情况下，地层在不同的压裂阶段的反应不同，并且沿该水平井产生的裂缝网络也是高度异质的。只有将这些压裂后的非常规地层的异质性纳入考虑范围，模拟方法才可能是可靠的。许多压裂公司还开发和使用了创新的压裂技术，包括以SIMULFRAC和ZIPPERFRAC品牌命名的两种代表性技术。在该SIMULFRAC或ZIPPERFRAC方法中，钻取两个或多个平行的水平井并随后在沿井眼的交替间隔处钻孔和压裂。这产生了高密度的水力裂缝网络，因此，各水力裂缝可以控制的刺激体积相对降低。超出水力裂缝尖端的刺激体积也变得更小，其内部流动可能不再表现得类似于线性流。如果现有建模方法假定超出裂缝尖端的流动是线性的，则现有建模方法是无法应用的。另一点复杂之处在于，与常规地层相比，非常规油气藏中的流体流动机制是相当复杂的。达西定律在此类油气藏中往往是有缺陷的。在某些非常规气藏的生产中，气体扩散与解吸同时出现。此外，通过许多试验证实了油气藏渗透性对应力的高度依赖性。还没有在任何技术文献或方法中开发出什么方法来将所有这些复杂的流动机制全面纳入到非常规油气藏生产的建模或评价中。与非常规地层中的裂缝处理的建模或执行相关的另一问题是与预测或准确模拟该地层的可能产量有关的难度。尽管可以开发复杂的分析和数值方法来表示朝向多级压裂水平井的流体流动，但这些方法需要高计算能力、长计算时间，并且在迭代式应用程序中有一定困难。这些计算中的困难的主要技术原因之一是低基质渗透率。从各级裂缝生产的油气主要来自于水力裂缝周围的受刺激的油气藏体积，这提供了将油气藏分解为更小部分的可能性。基于将非常规油气藏分解为更小部分的快速、简单和可靠的研究来自非常规油气藏生产的方法据信是深受欢迎的。如果能够创造来自由多级水力裂缝刺激的非常规油气藏的油气生产样板曲线的生成方法，这在油气生产行业将是非常理想的。技术实现要素：本发明包括对来自已经施以多级压裂的非常规压裂油气藏的油气流进行建模的方法。本发明开发了来自被多级压裂刺激的非常规油气藏的油气生产的样板曲线。样板曲线指的是一系列曲线，时间为x轴，特定油气藏条件下的生产速率q/井底压力p/井底压力导数为y轴。样板曲线可以通过匹配油田生产数据来帮助预测油气藏性质、裂缝性质和生产趋势。在一些实施方案中，对来自压裂的非常规油气藏的油气流进行建模的方法可包括：收集对应于已经被施以多级水力压裂的非常规油气藏的相关数据，使用该相关数据，根据为子系统分配的至少一组油气藏性质和对应于该流子系统的相关数据对各组流子系统的子系统油气流建模，通过耦合封闭生产区域内各流子系统的计算出的子系统油气流来对各封闭生产区域的区域油气流建模，和/或通过耦合各组封闭生产区域的计算出的区域油气流来对非常规油气藏的油气藏油气流建模。附图说明为了容易识别对任何特定元素或行为的讨论，参考标号中最显著的数字指的是首次引入该元素时的附图标记。图1是显示本发明的对来自压裂的非常规油气藏的油气流进行建模的方法的一个实施方案中的步骤的流程图；图2是图1的方法的流程图，增加了通过建模的油气藏生产生成样板曲线的步骤；图3是图2的方法的流程图，增加了一旦最初被计算就修改多个封闭生产区域的步骤；图4是通过多级水力压裂刺激的非常规油气藏的示意图；图5是图4的非常规油气藏中流线型分布的平面图；图6显示了按照本发明的一个实施方案将图5的封闭生产区域细分为多个流子系统(图5的区域1)；图7显示了按照本发明将图5的封闭生产区域细分为多个流子系统的一个替代实施方案(图5的区域1)；图8展示了按照本发明将封闭生产区域细分为多个流子系统的另一实施方案；图9展示了按照本发明将封闭生产区域细分为多个流子系统的另一实施方案；图10展示了按照本发明将封闭生产区域细分为多个流子系统的另一实施方案；图11展示了按照本发明将封闭生产区域细分为多个流子系统的另一实施方案；图12是通过本发明的对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法制得的样板曲线的一个样本；图13显示了本发明的一个实施方案的主题的一个方面。具体实施方式本发明是对来自压裂的非常规油气藏的油气流进行建模的方法。“非常规油气藏”指的是渗透性较低、需要刺激来实现盈利性生产的油气藏。多级水力压裂技术常用于最大化来自此类地层的石油与天然气的油气回收率，样板曲线是用于评估油气藏产能的有用的模拟/建模技术。样板曲线是用于评估油气生产的可视化工具——其是时间作为x轴且特定油气藏条件下的生产速率q/井底压力p/井底压力导数为y轴的图表。通常，根据对地层参数的调整生成多个样板曲线。样板曲线可以通过匹配油田生产数据来帮助预测油气藏性质、裂缝性质以及生产趋势。如本文中所概述的那样，本发明包括对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法。当前用于压裂的非常规油气藏中的油气生产模拟的技术耗费时间，并且不如在某些情况下那么精确。本发明的方法(有效地将特定的非常规油气藏解构为多个封闭生产区域和在其中的多个流子系统，其各自容纳地层中的个别水力裂缝位置)以更高的效率和速度提供了相关的完整样板曲线和更准确的结果。方法概述：首先参考的图1是展示本发明的方法的步骤的流程图。如本文中所概述的那样，本发明是对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法——基于本文中概述的模拟技术生成非常规油气藏中油气生产参数的样板曲线。本发明的对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法中的第一步骤是收集对应于已经被施以天然或人工多级水力压裂的非常规油气藏的相关数据。这显示在步骤1-1处。可用于本方法的相关数据包括但不限于矿地数据、生产历史、裂缝处理记录和微震活动。该相关数据将用在对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法的剩余部分中，以提供非常规油气藏模型、生产油气藏区块和用于确定油气藏油气流的水力裂缝的位置与特性。在收集相关数据后，该相关数据被用于对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法的下一步骤——显示在步骤1-2处。该下一步骤的第一要素是定义生产油气藏区块，其为需要模拟的非常规油气藏中的主要油气生产区域。使用该相关数据，该生产油气藏区块可以从该非常规油气藏的整体地质中选择。除了选择该生产油气藏区块的整体形状和尺寸之外，还将确定作为该生产油气藏区块的长度、宽度和高度的油气藏尺寸。该生产油气藏区块体积和涉及该油气藏油气流的其它计算结果可以使用该油气藏尺寸来计算。在定义该生产油气藏区块和确定油气藏尺寸后，还将确定该生产油气藏区块内至少一条水力裂缝各自的水力裂缝位置和裂缝性质并反映在该生产油气藏区块的模型中。这显示在步骤1-3处。水力裂缝位置是本发明的对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法的剩余部分的重要参数，因为生产油气藏区块将根据该水力裂缝位置被分为多个封闭生产区域。该生产油气藏区块随后根据其中的水力裂缝位置被细分为多个封闭生产区域——显示在1-4处。各个封闭生产区域通常将含有至少一条完整的水力裂缝。再次，根据与构成各个封闭生产区域的特定所选矿段(area)相关的相关数据，将确定各个封闭生产区域的区域尺寸——即各个此类封闭生产区域的长度、宽度和高度。在模拟各个封闭生产区域时，其中的至少一条水力裂缝可以位于该封闭生产区域的中心，或可以在其中并不居中。本发明涵盖了这两种方法。根据其尺寸、地质和位于其中的至少一条水力裂缝，各个封闭生产区域将被分为多个流子系统。将多个封闭生产区域各自分为多个流子系统显示在步骤1-5处。将各个封闭生产区域有效地分为多个流子系统包括：根据可用的相关数据的粒度和在其中用于该目的的条件，将该封闭生产区域解析为颗粒状的一组子单元，其各自最好能够准确和迅速地从生产的角度建模。接着在1-6处，各流子系统随后将具有至少一组为其分配的油气藏性质，这是除了尺寸和可用于依公式确定该流子系统中可能的油气流的其它可用相关数据之外的附加参数。大量不同类型的油气藏性质可以与地层生产相关和与涉及非常规油气藏(其中将采用或已经采用多级水力压裂)的样板曲线的模拟和生成相关。这些包括油气藏性质以及裂缝性质。油气藏性质主要包括基质渗透率k和孔隙率裂缝性质指的是天然裂缝和水力裂缝的性质，其包括裂缝渗透率kF、裂缝孔隙率裂缝厚度/宽度wf、裂缝压缩率cF和水力裂缝半长度xf。在限定了生产油气藏区块并将其细分为多个各自包含多个流子系统的封闭生产区域之后，可以开始对来自各流子系统的油气实际生产进行建模(显示在1-7)以便随后耦合以产生油气藏油气流的完整计算。对于各个流子系统，这通过首先根据给相关流子系统分配的至少一组油气藏性质对该子系统油气流建模来实现。如本领域技术人员将理解的那样，存在许多能够对该子系统油气流建模的方法，所有此类方法被视为包含在本发明的范围内。具体设想的是，该子系统油气流可以通过产生子系统流动偏微分方程来模拟，所述子系统流动偏微分方程是可以耦合到在分组总区域油气流等的集合中的相邻流子系统的类似偏微分方程的偏微分方程。该子系统流动偏微分方程可以包括线性流方程、径向流方程或源/汇函数(source/sinkfunction)中的至少一种。在通过生成此类子系统流动偏微分方程来模拟子系统油气流的实施方案中，该子系统流动偏微分方程可以使用可用和相关的相关数据以及为相关流子系统分配的至少一组油气藏性质。可以生成相同类型的偏微分方程，以便对封闭生产区域中或生产油气藏区块中的各个流子系统的子系统油气流建模，或者根据构成该流子系统的被分配区域的可用参数、地质情况以及特性，将不同类型的子系统流动偏微分方程用于不同的流子系统。在对来自各个流子系统的生产建模后，本发明的方法的下一步骤是对所述多个封闭生产区域的各个区域的预期区域油气流建模(步骤1-8)，这可以通过将该封闭生产区域中所有流子系统的预期子系统油气流相加来实现。当该封闭生产区域中各个流子系统的预期子系统油气流由子系统流动偏微分方程来表示时，该区域油气流可以通过耦合所述子系统流动偏微分方程来模拟/建模。地质学和数学领域的技术人员能够理解如何精确耦合此类子系统流动偏微分方程以产生预期区域油气流的卷动模型(rolledupmodel)，所有此类方法也被视为包含在本发明范围内。该区域油气流可以由另一区域流动偏微分方程或以其它方式来表示，在本文中也考虑了所有此类方法。最后，可以通过将该生产油气藏区块中所述多个封闭生产区域的各个生产区域的区域油气流相加来模拟该油气藏油气流(步骤1-9)。这再一次可以通过耦合区域流动偏微分方程来实现，或者以其它方法实现，并且都再次视为包含在本发明的范围内，所述区域流动偏微分方程表示来自所述多个封闭生产区域的各个区域中各个流子系统的预期聚集油气流。当各个子系统流动偏微分方程是可耦合的偏微分方程时，各个子系统流动偏微分方程的解可以表示相应流子系统的生产压力和体积生产速率。类似地，当该区域油气流由可耦合的微分区域流动偏微分方程表示时，此类区域流动偏微分方程的解可以表示相应封闭生产区域的生产压力和生产流量。如果该油气藏油气流被模拟为由多个区域流动偏微分方程的解组成的耦合的油气藏流动方程，则该油气藏流动方程的解表示该非常规油气藏的生产压力和生产流量。图1的方法可以通过使用建模的油气藏生产来绘制一条或多条样板曲线来改进。在对来自该生产油气藏区块的预期油气藏油气流建模之后，作为生产压力和由此的体积生产速率，可以在以下步骤中使用所述油气藏油气流生成一条或多条样板曲线。样板曲线可以在流子系统、封闭生产区域、或生产油气藏区块的水平下生成。图2的流程图展示了图1的方法的扩展，其中前九个步骤与图1的方法相同，绘制一条或多条样板曲线显示在步骤2-10处。图1或图2的本发明的对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的基本方法的进一步修改显示在图3中。图3中显示的方法与图2的差别在于在将该生产油气藏区块细分为多个封闭生产区域之后插入了步骤3-5，显示了在多个封闭生产区域的初始确定或分配后对所述多个封闭生产区域的至少一个的手动或干预修改。图3中显示的步骤的剩余部分与图2的方法实施方案的步骤相同，并在其中插入步骤3-5之后按顺序对该步骤重新编号。建模实施例：已经在高层次的概念方面审视了对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法，我们现在希望描绘该方法本身的效果并更详细地描述针对特定的非常规油气藏开发所述生产油气藏区块、所述多个封闭生产区域和多个流子系统。图4显示了已经用多级水力压裂刺激的非常规油气藏的一个实施方案。在其中居中显示了多级压裂水平井。在该图4中，生产油气藏区块指的是该非常规油气藏中的需要被模拟的主要油气生产区域。图4中的油气藏长度L等于井眼的水平长度。井间距选作宽度W。通常，目标地层厚度充当高度H。对该压裂水平井，各水力裂缝具有半长度xf和宽度wf。根据压裂处理记录来确定水力裂缝数量、位置以及间隔。根据处理记录，水力压裂总是以多个阶段完成，每个阶段具有多个射孔簇(射孔簇s)。一些实施方案在计算裂缝数量和间距时采取每阶段一条裂缝，而一些实施方案可能考虑每射孔簇一条裂缝。该水力裂缝的数量或分组可以改变，实现这种改变的任何方法被视为包含在本发明的范围内。图4中显示的水力裂缝被假定为完全穿透该目标地层，并因此具有与油气藏高度H相同的高度。任意两条水力裂缝中的裂缝性质也可以是不同的。尽管受刺激的油气藏是复杂的，某些方法仍可以实现快速、简单和可靠地模拟内部流体流动。图5显示了对于图4中的受刺激的生产油气藏区块在生产过程中的流线分布。流线表示瞬态流场的快照。为了简便起见，图5中的生产油气藏区块是均质的和单一孔隙率的。流线表明，各条水力裂缝控制该生产油气藏区块的一部分，在该部分中流体仅朝向该水力裂缝流动。对应于图5中的六条水力裂缝，该生产油气藏区块包含六个具有全封闭外边界的封闭生产区域。没有流体流动跨越这些边界。各个封闭生产区域进一步包含四种类型的流体流动。由于流动分布相对于井眼是对称的，研究一半的生产油气藏区块便足以建立可靠的模型。例如参照图5中显示的地层的区域1，在区域1的上部中，流线显示该区域中来自该生产油气藏区块的流朝向水力裂缝尖端聚拢。在区域1的左侧和右侧，由两侧向下至该水力裂缝的流垂直于该裂缝平面，并且在区域1的水力裂缝中，内部流朝向该水平井眼运动。受刺激的生产油气藏区块中的复杂的流体流动可以简化为几种类型的简单流动，这提供了本发明的基础。流子系统与封闭生产区域中的简单流动随后给出了整个生产油气藏区块的样板曲线。对图5中的各种类型的简单流动，在拉普拉斯域中存在数学解以描述相应的瞬态压力/流量场。图5的区域1被分为四个流子系统。各个流子系统含有一种类型的简单流体流动(箭头显示流体方向)，这些流子系统各自具有独立的油气藏性质。图6和图7显示了图5中区域1的流子系统的两个样本。在图6中显示的流子系统中，按照格林函数法显示了朝向裂缝尖端的流。在点A处存在线汇。所显示的封闭矩形流子系统中的线汇的格林函数按照如下方式计算：其中p1D是子系统1.1中的无因次压力，tD是无因次时间，η1是子系统1.1的无因次油气藏扩散率，q1D是子系统1.1中在点A处进入线汇的无因次流量，q1/Q。B是地层体积系数。Q、μ、Lr、ct和φ分别是在无因次定义中用作参考值的生产速率、粘度、长度、压缩率和孔隙率。当采用径向方程时，这里的实施方案假设具有迪茨形状因子的半径向油气藏等价于子系统1.1。图7以虚线显示了具有边界rw和re的假设的径向子系统1.1。拉普拉斯域中的子系统1.1的径向流动方程为：其具有外边界条件：其中，s是拉普拉斯变量。rD是无因次假设半径，r/Lr。拉普拉斯域中的径向流方程与格林函数的详细描述与解在多篇参考文献中有详细描述，所述参考文献包括E.Stalgorova,L.Mattar“AnalyticalModelforUnconventionalMultifracturedCompositeSystems”,SPEReservoirEvaluation&Engineering,SPE162516和S.Yao,F.Zeng,H.Liu,G.Zhao,“ASemi-analyticalModelforMulti-stageFracturedHorizontalWells”,JournalofHydrology507:201-212。在设计任何非常规油气藏的多个封闭生产区域时，封闭边界通常置于两条相邻的水力裂缝的中心处。但是，封闭边界也可以偏离中心。根据最佳匹配结果来确定各个封闭生产区域的最终尺寸。在设计任何封闭生产区域的流子系统时，图6或图7中的y1通常小于xf。当应用格林函数时，点A的位置为(0,y1+Δy)，点B的位置为(0,y1)。根据最佳匹配结果来确定y1和Δy的最终值。在子系统1.2和1.3中，线性流方程可以描述垂直于水力裂缝平面C和D的流体流动。例如，子系统1.2的线性子系统流动偏微分方程为：拉普拉斯域中的线性流方程的详细描述与解在多篇参考文献中有详细描述，所述参考文献包括一篇SPE论文：M.Brown,E.Ozkan,R.Raghavan,H.Kazemi“PracticalSolutionsforPressure-TransientResponseofFracturedHorizontalWellsinUnconventionalShaleReservoirs”,SPEReservoirEvaluation&EngineersSPE12504。在子系统1.4中，修改的线性流方程可以描述该水力裂缝内部的流体流动。连接至井眼的子系统1.4具有子系统流动偏微分方程：其中FCD是无因次裂缝导流能力，(kFwF)/(kLr)q2F和q3F是从平面C和D进入水力裂缝的流量。qregion1是穿过水力裂缝与水平井眼的交叉点的离开区域1的流量，qregion1/Q。拉普拉斯域中的这种线性方程的详细描述与解在多篇参考文献中有详细描述，所述参考文献包括L.Larsen,T.M.Herge,“PressureTransientAnalysisofMultifracturedHorizontalWells”SPE28389。对于初始条件，压力等于所有流子系统中的初始油气藏压力。在对个别流子系统的该工作后，对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法中的下一步骤是对各个封闭生产区域中的多个流子系统的各个流子系统耦合该解与该子系统流动偏微分方程以导出解，表示各封闭区域的区域流动偏微分方程。参照对区域1显示的实施例。在耦合子系统1.1和1.4时存在两种情况。如果应用格林函数的话，在1.1中点B处的压力(xB，yB)被假定为等于1.4中裂缝尖端上的压力。此外，在1.1中点A处的汇集率(sinkrate)等于穿过裂缝尖端的汇集率。耦合条件变为：如果在1.1中应用径向流动方程的话，在1.1中压力和离开内部边界rew的流量等于在1.4中穿过裂缝尖端的那些。耦合条件为：在界面平面C处1.2和1.4中的压力值是相同的。类似条件也应用于界面平面D。在1.2中进入平面C的流量等于在1.4中离开平面C的这些。类似地，在1.3中进入平面D的流量等于在1.4中离开平面D的这些。耦合条件为：子系统1.1、1.2和1.3之间不存在相互作用。在平面E处，离开该水力裂缝的流量被假定等于qregion1。随后子系统1.4的线性流方程可以在所有上述边界与耦合条件下在拉普拉斯域中求解。导出的数学解可以给出平面E处的瞬态压力。其它区域的解可以以相同方式来导出。在对各个封闭生产区域将子系统流动偏微分方程耦合成区域流动偏微分方程之后，对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法的下一步骤是对多个封闭生产区域耦合该区域流动偏微分方程，以获得整个生产油气藏区块的解。在将子系统流动偏微分方程耦合成区域流动偏微分方程后，各个区域流动偏微分方程或解中仅有的未知参数是离开水力裂缝的流量qregioni(i＝1、2···n，n是水力裂缝的数量)。由于水力裂缝通过水平井眼连接，水力裂缝末端处的压力彼此相等。此外，在数学建模中，水平井通常以恒定压力或恒定流量运行。通过应用该附加条件，本文中的方法开发了n个线性方程的系统并在拉普拉斯域中以解析方式求解。例如，恒定生产速率下的线性方程系统类似于：方程8的解给出了瞬态井底压力和拉普拉斯域中沿水平井眼的流量分布。Stehfest算法可以将来自拉普拉斯域的值转化为实时域。在Stehfest算法中，压力按如下方式变为实时域：该Stehfest算法被详细描述在H.Stehfest,“NumericalInversionofLaplaceTransforms”,CommunicationsoftheACM13(1):47-49中。本发明选择一系列时间点tD，找到相应的拉普拉斯时间点s，计算不同时间点处的解并根据方程式9将结果转化到实时空间。最终的实时解是一系列在不同时间点处的井底压力/流量。根据压力/流量vs.时间的数据生成样板曲线。真正的受刺激油气藏可能在地质学和行为方面比图6和图7中所显示的更为复杂——当距水力裂缝的距离提高时，油气藏性质可能改变。图8至图11显示了在封闭生产区域中多个流子系统的几种附加的复杂组合。首先参照图8，封闭生产区域中存在七个流子系统。该图中所显示的流子系统可以模拟在整个生产油气藏区块中油气藏性质逐渐改变的非常规油气藏。各个流子系统含有一种类型的简单流并具有独立的油气藏性质。径向流通过流子系统1.2朝向流子系统1.1运动。在流子系统1.1中，径向流朝向内部边界rw聚拢。流子系统1.3含有线性流。流子系统1.4接收来自流子系统1.3的流并诱导线性流至该水力裂缝。类似地，线性流出现在流子系统1.5和1.6中，并且流子系统1.7具有在该水力裂缝内部的线性流。已经列举了这些流子系统的控制方程。基于图8的实施方案的子系统流动偏微分方程的耦合条件不同于上文中概述的那些。在此背景下显示的耦合方法主要通过均衡跨越界面平面A的压力和流量来将流子系统1.1的子系统流动偏微分方程耦合至流子系统1.2的子系统流动偏微分方程。在相同的跨越界面平面B的压力和流量下耦合流子系统1.3和1.4的子系统流动偏微分方程。以相等的跨越界面平面C的压力和流量耦合流子系统1.5和1.6的子系统流动偏微分方程。通过分别跨越裂缝尖端和平面D与E的流量连续性，使流子系统1.7的子系统流动偏微分方程与流子系统1.1、1.4和1.6的子系统流动偏微分方程耦合。该求解方案，或区域流动偏微分方程，在完成时类似于图6和图7的实施方案。所得样板曲线还可以匹配并预测油气藏生产。图9显示了封闭生产区域中流子系统的另一种不同的组合。图9的封闭生产区域分为八个流子系统。该图中的各流子系统具有一种简单流体流。在流子系统2.1中，水力裂缝的尖端上存在线汇，格林函数法描述压力场。线性流通过流子系统2.2前往流子系统2.4。同样，流子系统2.3中的线性流进入流子系统2.6。流子系统2.4和2.5获得来自相邻流子系统的流并发展内部线性流。流子系统2.6和2.7也具有线性流。对于流子系统2.8，该水力裂缝接收来自周围的流子系统的流并将线性流导入水平井眼。八个流子系统中流体流的控制方程可以从图4和5中的那些找到。对图9中显示的流子系统的不同组合，耦合条件是不同的。进入流子系统2.4的流等于流子系统2.2的垂直于界面平面A的流。进入流子系统2.6的流等于流子系统2.3的垂直于界面平面B的流。流子系统2.4和2.5在跨越平面C的流量连续性下耦合。流子系统2.6和2.7也基于跨越平面D的流量连续性来耦合。采用分别跨越裂缝尖端、平面E和平面F的流量连续性，流子系统2.8与流子系统2.1、2.5和2.7被耦合。求解方案类似于图4和5。所得样板曲线可以匹配和预测油气藏生产。本领域技术人员将理解如何选择适当的耦合条件和相关微分方程的其它要素，并且适当条件与方程要素的选择均视为包含在本发明的范围内。参照图10显示了另一种复杂的非常规油气藏的模拟。由于该非常规油气藏在裂缝和流动方面变得更加复杂，本文中的对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法简单地将该油气藏分为封闭生产区域中的更大数量的流子系统。参照图10，七个流子系统含有在非常规油气藏内部的线性流，三个流子系统具有朝向水力裂缝尖端的径向流。在图11的实施方案中，十一个流子系统具有在该油气藏内部的线性流，一个流子系统具有在裂缝尖端的线汇。这意味着，封闭生产区域中的流子系统是不固定的。根据这种方法，存在大量的流子系统的组合。尽管已经用优选实施方案描述了本发明，要理解的是，如本领域技术人员容易理解的那样，可以在不偏离本发明的精神与范围的情况下采用各种修改和变化。此类修改和变化视为在所附权利要求的权界与范围内。本发明的一个优点是能容易地对非均质油气藏建模。非均质性对非常规油气藏而言相当普遍。水平井眼周围的油气藏性质可能显著改变。为了解决非均质性，本发明向不同的流子系统分配不同的油气藏性质。任何两个流子系统可具有不同的油气藏性质，无论这两个子系统是否在同一区域中。例如，图8中的流子系统1.5和1.6可具有不同的油气藏性质，尽管它们在水力裂缝的同一侧。任何两个流子系统同样可具有不同的裂缝性质。例如，图5的区域1的裂缝渗透率可以不同于区域5的裂缝渗透率。本发明的另一个优点是能对双孔隙油气藏建模。水力压裂可以重新激活“死的”天然裂缝，并且该油油气藏的一部分可能表现得类似双重孔隙。双孔隙油气藏由两种介质组成：油气藏基质和天然裂缝。此外，这种双孔隙特性可能沿水平井眼改变。在本发明中，任何流子系统可以容易地修改为双孔隙流子系统。这种修改引入了两个新的参数——可储存性比ω与流动能力比λ——以表征天然裂缝。单孔隙流子系统的解法适用于具有修改的拉普拉斯变量u的双孔隙流子系统，所述拉普拉斯变量u如：u＝sf(s)，…………………………………………………………………………·(10.1)在J.E.Warren,P.J.Root,“TheBehaviorofNaturallyFracturedReservoirs”,SPEJournalSPE426和O.A.deSwaan,“AnalyticalSolutionsforDeterminingNaturallyFracturedreservoirpropertiesbyWellTesting”,SPEJournalSPE5346中给出了这种修改的详细描述。同样，任何两个流子系统可以具有不同的双孔隙参数，无论这两个流子系统是否在同一封闭生产区域中——通常方式是当流子系统更靠近水力裂缝时使流子系统为双孔隙。本发明的另一优点是容易考虑页岩气油气藏中的复杂流动机制。由于气体滑脱、努森扩散和应力敏感性，除了固有油气藏特性之外，油气藏基质渗透率成为油气藏压力与气体性质的函数：F.Javadpour,“NanoporesandApparentPermeabilityofGasFlowinMudrocks(shaleandsiltstone)”,JournalofCanadianPetroleumTechnology48(8):16-21和A.R.Bhandari,P.B.Flemings,P.J.Polito,M.B.Cronin,S.L.Bryant,“AnisotropyandStressDependenceofPermeabilityintheBarnettShale”,TransportinPorousMedia108(2):393-41。此外，天然裂缝和水力裂缝可能在生产过程中变成压力敏感的：kF＝kFif(pF)………………………………………………………(11)本发明的半解析法可以模拟上述流动机制对油气生产的影响。在初始时间点处，本文中的实施方案初始化所有流子系统中的油气藏基质与裂缝的性质。随后对所有流子系统计算压力/流量场。根据该压力/流量场更新油气藏基质和裂缝性质。随后，更新的性质用于下一时间步骤计算。这种迭代过程可以持续进行，直到最后的时间步骤。总体而言，在本发明中，油气藏基质和裂缝性质可以在每一流子系统中平滑地随时间变化，并且任何两个流子系统可以具有不同的性质。图13(删除)提供了总结该建模方案的流程图。该方法应用于流子系统的基本组合与复杂组合。通过应用这种半解析法，油气藏非均质性、双孔隙和复杂流动机制可以同时出现在一个封闭生产区域中。例如取图6中的区域1。流子系统1.1可以是单一孔隙的。流子系统1.2和1.3是双孔隙，并且内部天然裂缝是应力敏感的。但是在流子系统1.2和1.3中油气藏基质和裂缝性质可以不同。对于流子系统1.4，水力裂缝是应力敏感的。气体滑脱和努森扩散在流子系统1.1、1.2和1.3中发挥作用。总结如下：封闭生产区域可以具有大量流子系统组合，而每个流子系统可以具有大量性质组合。尽管已经用优选实施方案描述了本发明，应当理解的是，可以在不偏离本发明的精神与范围的情况下采用各种修改和变化。上面的解决方案基于液体油气生产。为了将该解决方案和样板曲线用于气体流，无因次压力应当以真实气体虚拟压力(pseudopressure)来表示。虚拟压力的定义可以经在参考文献Al-Hussainy,R.,RameyJr.,H.J.,Crawford,P.B,“TheFlowofRealGasesThroughPorousMedia”,JournalofPetroleumTechnology18(5):624-636中找到。样板曲线可用于匹配和预测受刺激的非常规油气藏的生产。在模型中根据各个流子系统的给定油气藏与裂缝性质将样板曲线分组。基于已知信息，可以首先选择符合该信息的样板曲线的组。在完全相同的坐标系下，将样板曲线置于提交的生产数据上方。如果一条样板曲线可以最好地匹配油田数据，该样板曲线后的条件代表未知油气藏和水力裂缝性质。此类样板曲线的趋势也意味着可能的未来生产行为。可以收集尽可能多的信息以减少在匹配和预测中耗费的时间。在通过本发明的方法来审视或理解潜在的油气藏生产时，如本文中所述那样生成的样板曲线提供了可供考虑的不同的模型和方案。油气藏性质：为了模拟油气藏的生产而分配给个别流子系统的油气藏性质包括各种类型的油气藏性质。所述油气藏性质可以选自一组油气藏性质或一组裂缝性质。所选油气藏性质包括基质渗透率和基质孔隙率。分配给各个流子系统的至少一组油气藏性质也可以选自油气藏到水力裂缝的线性流动、朝向裂缝尖端的流动以及水力裂缝内部的流动。当裂缝性质用作分配给特定流子系统的油气藏性质时，这些可以包括天然裂缝或水力裂缝的性质，包括裂缝渗透率、裂缝孔隙率、裂缝厚度/宽度、裂缝应力敏感性以及水力裂缝半长度。相同的油气藏性质可以分配给一个或多个流子系统。研究生成的样板曲线：根据图5的几何形状，图12选择了两条生成的样板曲线。在图12中，虚线显示根据参考文献S.Yao,F.Zeng,H.Liu,G.Zhao,“ASemi-analyticalModelforMulti-stageFracturedHorizontalWells”,JournalofHydrology507:201-212的方法生成的样板曲线。实线显示基于本发明的样板曲线。为简便起见，在这里，整个生产油气藏区块被假定为均质的。图12表明，两种方法给出了几乎相同的结果。但是，在本发明中生成样板曲线的时间明显短于参考文献的方法所用时间。当包括更多水力裂缝时，计算时间方面的差异变得更大。下面是计算图12中所示样板曲线的时间，其展现了显著的时间益处：本发明的计算时间参考方法的计算时间3条水力裂缝3秒19分钟6条水力裂缝5秒51分钟12条水力裂缝8秒140分钟计算时间还依赖于计算机的处理能力。更好的计算机将进一步减少计算时间。总体上，本发明提供了针对受刺激的非常规油气藏生成样板曲线的快速可靠的方法。计算机软件：本发明的方法还可以简化成在计算机软件程序中实施——事实上超出了本文中所概述的数学方法，建立按照本发明提供样板曲线的计算机软件方法预期是本发明最有可能的商业实施方案。开发采用本发明的方法的计算机软件将被视为和理解为包含在本发明的范围内。本发明的软件，作为用于模拟来自压裂的非常规油气藏的油气流的方法的非暂时性计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质包括以下指令，这些指令在被计算机执行时令使计算机执行下列操作：收集对应于已经施以多级水力压裂的非常规油气藏的相关数据；使用该相关数据：限定作为该非常规油气藏中的主要油气生产区域的生产油气藏区块，并计算该生产油气藏区块的长度、宽度和高度的油气藏尺寸；和限定该生产油气藏区块中各条水力裂缝的位置和特性；将该生产油气藏区块细分为多个封闭生产区域，各个封闭生产区域在其中含有至少一条水力裂缝，并计算各个封闭生产区域的长度、宽度和高度的区域尺寸；将各个封闭生产区域细分为多个流子系统；以及向各个流子系统分配至少一组油气藏性质；根据为其分配的至少一组油气藏性质和对应于该流子系统的相关数据，对所述多个流子系统的各个流子系统的子系统油气流建模；通过耦合所述封闭生产区域中的各个流子系统的计算出的子系统油气流，对各个封闭生产区域的区域油气流建模；和通过耦合所述多个封闭生产区域的各个生产区域的计算出的区域油气流，对该非常规油气藏的油气藏油气流进行建模。本发明的软件在其最高水平下能够有效地实现图1至图3中显示的对来自压裂的非常规油气藏的油气流建模的方法的计算机辅助执行。除了油气藏油气流的基础模拟之外，可以根据其结果绘制样板曲线以备使用。由该软件进行的参数分配和计算如上文中对来自压裂的非常规油气藏的油气流进行建模的方法所概述的那样。本发明的计算机软件将能够开发可耦合微分方程用于执行该方法的实施方案，包括提供子系统流动偏微分方程和区域流动偏微分方程，其可以被耦合以产生表示油气藏流动方程中的油气藏油气流的解。图13(删除)展示了在计算机软件中执行的本发明的方法的一个实施方案。当前第1页1 2 3