渝西地区深层含水页岩气藏压裂水平井产能评价方法研究及应用

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我国四川盆地深层页岩气资源量丰富,勘探开发成果显著,渝西地区作为四川盆地深层页岩气勘探开发的重要区域,近年来在深层页岩气勘探开发方面也取得了很多突破。深层页岩气藏具有埋藏深、温度压力高、含水、流体流动机理复杂等特征。目前,含水对深层页岩气解吸的影响规律研究和考虑含水影响的解吸模型研究不足,以及现有产能评价方法对深层页岩气藏复杂的储层特征和渗流机理考虑不足,使得现有针对浅层的、成熟的产能评价方法不能直接用于深层含水页岩气藏的产能评价,进而制约了深层含水页岩气藏产能评价的准确性和开发决策的合理性。因此,本文对此做了相关的研究,并取得了如下的成果:(1)为了研究水对深层页岩气解吸的影响规律,本文基于容积法测试了不同含水饱和度下深层页岩气的高温高压等温解吸附曲线,基于D-A模型和以圆管孔隙气-固吸附规律,建立了适用于描述深层含水页岩气解吸过程的解吸数学模型,模型与实验数据拟合度平均高于99%。分析发现:水分主要通过竞争吸附、破坏孔隙结构及改变孔隙导流能力的形式影响深层页岩气的解吸过程,随着含水量的增加,页岩样品的吸附气含量和残余吸附量降低,提高了解吸率,一定程度上有助于吸附气的解吸;130℃下,深层含水页岩气的吸附平衡压力和临界解吸压力在20~30MPa之间。(2)为了研究深层含水页岩气藏考虑多机制流动影响的产能评价方法,本文基于假设条件和深层页岩气在压裂后的多孔介质中的流动过程,建立综合考虑努森扩散、表面扩散、滑脱流动等影响的多尺度流动过程的深层含水页岩气藏气-水两相产能预测模型,并基于有限差分法和高斯消元法等,建立了相应产能预测数值模型。(3)为了求解深层含水页岩气藏产能预测模型和验证产能预测模型的准确性本文根据建立的深层含水页岩气藏产能预测模型并采用隐压显饱的求解方式,利用计算机语言研制相应的产能预测程序,制定先定产后定压的生产制度,根据渝西地区典型深层页岩气井基本储层参数、井参数和对应的压裂施工参数,利用井的生产动态数据对产能预测模型进行校验,拟合精度高,模型可靠。(4)分析了包括压裂裂缝相关参数、储层含水饱和度、裂缝应力敏感及不同流动机制等参数对深层含水页岩气藏产能的影响规律。结果表明:随着压裂段数、射孔簇数、射孔簇间距、裂缝有效半长和压裂裂缝有效高度的增大,深层页岩气井的产量提高,但产量增幅逐渐减小;随着含水饱和度的增加,吸附气解吸量的增幅对页岩气产量的影响程度小于纳米孔隙表观渗透率降低对深层页岩气产量的影响程度,导致产气量降低,而裂缝应力敏感效应的增大则会增快裂缝导流能力下降的速度,甚至裂缝闭合;滑脱效应、努森扩散和表面扩散对深层页岩气井的产能都有一定的贡献,在对深层含水页岩气井进行产能评价时必须考虑多机制流动的影响,否则会严重低估其产能。(5)为了研究文中深层含水页岩气藏产能评价方法的实用性,基于渝西地区和川南地区的两个典型深层页岩气产区的部分深层页岩气井的实际生产数据,对其进行重新配产,采用本文中的深层含水页岩气藏产能评价方法预测其20年的EUR,然后与采气厂复核(试采动态法、解析模型法以及数值模拟法)和Aprs递减分析法预测的20年EUR结果进行对比。结果表明:深层含水页岩气藏产能评价方法和采气厂的预测结果相近,但是本文的深层含水页岩气藏产能评价方法考虑更多的产能影响因素,与实际生产过程中储层流体流动规律更为接近,因此考虑多机制流动机理影响的深层含水页岩气藏产能评价方法预测结果更为精确。
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