[发明专利]储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法

说明书

本发明属于页岩气开发技术领域，具体而言，涉及储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法，包括下列步骤：A、收集储层基本参数；B、判断储层中气体流态；C、根据储层中气体流态，建立相应的页岩气质量运移方程；D、建立储层单一孔径中页岩气在不同流态下的质量运移统一方程；E、根据质量运移统一方程和页岩固有渗透率，计算页岩孔隙半径和在储层条件下的动态表观渗透率。本发明提供的方法充分考虑了页岩气主要以游离态和吸附态赋存为主，以及由于储层压力改变引起的页岩表观渗透率动态变化的特点，结合页岩储层固有渗透率，计算出不同气体流态条件下页岩岩心的动态表观渗透率，为后期的页岩气产量预测奠定坚实的基础。

技术领域

本发明涉及储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法，属于页岩气开发技术领域。

背景技术

与常规天然气储层相比，页岩气在页岩储层中表现出多种赋存方式、多重运移方式并存的特点：①赋存方式多样，因为页岩气储层具有自生自储的特点，除了赋存于孔隙和裂缝中的游离气，纳微米孔隙壁上也赋存有大量吸附气，还有部分页岩气溶解于干酪根和水体中；②页岩气在页岩储集层中的运移表现出多尺度性：首先页岩气储集和渗流空间包括有机质纳米孔隙、微孔隙、储层天然微裂缝和压裂改造形成的多尺度复杂裂缝网络，页岩气在储层中的流动具有多尺度性，并且不同尺度孔径中的流动不同；其次随着生产的进行，地层压力改变，页岩气在流动过程中的扩散、渗流、滑脱流、克努森扩散流等多种运移机理存在相互转化。

为了准确描述页岩气吸附-解吸、扩散、渗流、滑脱、克努森扩散等同时存在、相互影响、相互制约的整体过程，以及压力、温度等环境因素对运移规律的综合影响，目前通常采用的方法都是通过引入无因次的克努森数来表征吸附态页岩气在不同孔隙介质和外界条件下的流态，然后针对每一个流态选用相对应的方程描述其渗流机理，计算出页岩储层表观渗透率。但是这些方法无法方便的综合考虑上述多重运移机制对页岩储层表观渗透率的影响，也不能计算表观渗透率随地层压力变化而动态改变，这给页岩储层表观渗透率的准确预测造成了很大的困难。

发明内容

本发明提供了储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法，其目的在于，解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法，包括下列步骤：

A、收集储层基本参数；

B、判断储层中气体流态；

C、根据储层中气体流态，建立相应的气体质量运移方程；

D、建立储层单一孔径中页岩气在不同流态下的质量运移统一方程；

E、根据质量运移统一方程，再结合室内实验测得的页岩固有渗透率，计算页岩孔隙半径和在储层条件下的动态表观渗透率。

在本发明提供的实施例中，上述步骤A中，储层基本参数包括页岩储层温度、气体类型、气体常数、气体摩尔质量、气体黏度、切向动量调节系数、气体分子密度、平均压力、表面最大浓度、朗格缪尔压力和表面扩散系数。

在本发明提供的实施例中，上述步骤B中，利用克努森系数(Kn)判断储层中气体流态，克努森系数(Kn)计算公式如下：

式中：K_n—克努森系数，无因此；K_B—玻尔兹曼常数，1.3805×10^-23J/K；p—储层压力，MPa；T—储层温度，K；π—常数，3.14；δ—气体分子碰撞直径，m；d—孔喉直径，nm。

在本发明提供的实施例中，上述步骤C中，页岩气质量运移方程包括游离态页岩气质量运移方程和吸附态页岩气质量运移方程。

在本发明提供的实施例中，上述步骤D中，质量运移统一方程及计算公式如下：