基于高精度波前快速推进法的页岩气储层动用分析.pdf

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1、东北石油大学学报第38卷第4期2014年8月JOURNALOFNORTHEASTPETROLEUMUNIVERSITYVo1．38No．4Aug．2014基于高精度波前快速推进法的页岩气储层动用分析黄世军，滕柏路，程林松，艾爽，贾振(中国石油大学(北京)石油工程学院，北京102249)摘要：为了快速准确模拟页岩气储层开发过程中的动用情况，利用高精度波前快速推进法对波前运移程函方程进行求解，通过复合线性流模型对多级压裂水平井模型中的气体流态进行分区，实现飞行时间与真实时间的换算，得到储层动用随时间变化示意图及储层动用范围与时间的定量关系．对比波前快速推进法与高精度波前快速推进法的计

2、算结果，发现在相同时间内，利用高精度波前快速推进法计算时储层动用范围更大．在裂缝总长相等的情况下，通过对比不同裂缝形态下的储层动用发现，在裂缝间的压力达到连通前，储层动用程度与裂缝形态无关；当裂缝之间压力连通后，储层动用与裂缝形态密切相关．关键词：页岩气；高精度波前快速推进法；储层动用；波前运移；裂缝形态中图分类号：TE332文献标识码：A文章编号：2095—4107(2014)04—0017一O60引言随着钻井及压裂技术的进步，页岩气藏得以经济高效的开采，页岩气也成为北美地区主要的供气来源，北美页岩气的成功开发也激起全球开采页岩气的高潮口]．中国具有丰富的页岩气资源，经济价值巨

3、大，加大对页岩气的开发力度可以有效缓解能源紧张的局势]．在页岩气藏生产过程中，储层动用范围是描述页岩气藏生产能力的一个重要参数，大部分研究人员认为压裂改造区(sRV)外侧的动用很少．FisherMK等利用微地震监测技术研究Barnett页岩压裂水平井的裂缝分布情况E83，MayerhoferMJ等阐述从微地震图数据估算SRV的方法，实现利用微地震监测技术研究页岩气藏压裂水平井动用规律1-93．徐兵祥等利用双孔瞬态线性流动模型及典型生产曲线，分析EagleFord页岩气藏产量数据，计算压裂区范围内的游离气总储量，从而得到SRV_】．这些研究只是静态地利用SRV表征储层的动用情况，并

4、没有动态给出储层动用范围随时间的变化，更没有考虑到开发后期改造区以外的储层动用．另外，虽然可以采用Eclipse等数模软件模拟储层的动用变化，但在模型网格数较多的情况下，一般数模软件需要花费几十分钟甚至几个小时才能完成模拟运算．JiangXie等提出利用波前快速推进法(简称FMM)预测储层动用范围的方法，即使针对百万计网格的计算也只需要十几分钟时间口卜]．在利用FMM进行计算时，由于插值方法所限，所得结果的精度还有待提高．笔者改变FMM的插值计算方法，利用高精度波前快速推进法(简称HAFMM)模拟计算波前运移情况，实现对储层动用范围随时间变化更为准确的预测，并且对比不同裂缝形态下

5、的储层动用结果，对页岩气藏的生产开发具有指导作用．1波前运移程函方程超低渗是页岩气藏的一个重要特点，与常规气藏相比，压力波不可能在短时间内传到整个储层，相反，在整个气藏的开发过程中，储层的压力传播往往限制在距离井筒不远的范围内．对于气藏，压力波传播的范围即代表储层动用的范围．为了对页岩气井产能及气藏开发状况进行准确快速的预测，对波前运移的研究显得更为重要．文中对于压力波前缘的预测主要基于调查半径，LeeWJ提出调查半径的概念，并给出收稿日期：2013一lO一12；编辑：陆雅玲基金项目：国家“973”重点基础研究发展计划项目(SQ2Ol2CB027805)作者简介：黄世军(1974

6、一)，男，博士，副教授，主要从事油气渗流机理方面的研究东北石油大学学报第38卷2O14年调查半径r的计算公式]：(1)式中：K为渗透率；￡为时间；为孑L隙度；为气体黏度为综合压缩系数．通常，对于不同的流动模型，压力波传播的距离和时间关系可以写为：r一，其中叩一K／()，是与流态有关的常数，在线性流、平面径向流及球面径向流中取值分别为2、4、6¨．波前运移的程函方程可以写为√17Ir()l一1．(2)其中，未知量r()为飞行时间，它与波的传播时间t有关，即r一_．(3)在将飞行时间换算成真实时间时，利用VanKruys—dijk等提出的多段压裂水平井的复合线性流模型(见图1)，将区

7、域分为4个流态：(1)裂缝线性流；(2)双线性一流；(3)复合线性流；(4)拟径向流．在换算过程中口在不同区域分别选取相应的值．基质和裂雁缝的程函方程可以分别写为,／gm-lrI一1，(4)}rf一1，(5)图1复合线性流模型式中：下标m、f分别代表基质与裂缝系统，其中r／m—Fig．1CompoundlinearflowmodelKi／(gc。)，研一Kf／(／*gifm)．K。是在考虑滑脱、扩散情况下基质的原始表观渗透率m]，即一，儡+[+(号一)㈤；是考虑解吸条件下基质的原