[发明专利]一种判断页岩气吸附气产出的方法

说明书

本发明提供了一种判断页岩气吸附气产出的方法，属于页岩气勘探开发领域。该方法通过对页岩气井压力恢复双对数曲线的形态，或者对页岩气井生产数据双对数曲线的形态进行分析，判断生产过程中是否产出了吸附气体、产出的时段以及产出的次数。利用本发明方法不仅可以应用关井压力恢复测试曲线较为准确地判断出生产过程中是否有吸附气体的产出，以及产出的时段，而且能够在缺乏试井测试资料的情况下应用生产数据双对数曲线来判断吸附气产出与否，并能够通过试井曲线直观地观察到吸附气是否产出，产出的时段，产出次数等。

技术领域

本发明属于页岩气勘探开发领域，具体涉及一种判断页岩气吸附气产出的方法。

背景技术

从全球能源开发战略来看，非常规气藏的发展正改变着世界的能源格局并成为全球开发的焦点。据预测世界范围内页岩气资源总量约为456×10¹²m³，约占非常规天然气(煤层气，致密砂岩气，页岩气)总资源量的50％。页岩气主要以游离状态或吸附状态存在于地下，游离气主要分布在裂缝孔隙和基质孔隙中；吸附气主要分布在基质系统微孔隙的内表面。由于游离气和吸附气同时存在，页岩储层中的流动具有多种流动特征：从宏观上看，由水力压裂产生的人工裂缝，以及页岩地层中存在的微裂缝，是页岩地层中游离气流动通道，在这些大尺度的裂缝中仍然存在着达西流动。从微观上看，由于页岩的孔隙度一般都比较小，很多处于纳米数量级，达西流动存在的可能性很小，而是以特有的表面扩散、分子扩散、克努森扩散方式进行气体的流动；当页岩气藏完成钻井施工以后，会导致地层的压力下降，使原有的吸附平衡遭到破坏，产生解吸附现象。因此页岩气具有独特的解吸附和吸附特征，特别是在渗流方面具有明显区别于常规气体的多级、多尺度渗流特性，解吸、扩散等微观流动产出的吸附气在页岩气产量中占据较为重要的部分，也是准确预测页岩气产能的必不可少的条件。吸附气都是吸附在基质表面的，只有解吸附出来才能产出，因此需要建立有效方法来判断吸附气何时解吸附出来，即何时产出吸附气。

针对目前已有的页岩气吸附气测定技术、井生产过程中预测吸附气产出技术，以及页岩气井产能计算方法等进行了广泛的调研检索，其中检索到12项相关专利。目前已公开的专利有的是基于实验手段，应用仪器对页岩岩心进行测量，从而确定页岩地层中吸附气的含量，测定页岩吸附曲线，如基于对页岩气吸附气含量进行分析的系统(申请号：CN201420587194.5)、页岩气吸附解吸简易实验装置(申请号：CN201520847718.4)等，但它们不能针对生产中的页岩气井判断是否有吸附气体产生及产生的时段。有的是建立各种页岩气产量预测模型、产量递减方法等，进行产量预测，评价单井产能，如基于早期产量数据预测页岩气井可采储量的方法(CN710436233.X)，页岩气藏单井产能计算方法(CN201610559081.8)，一种油气井产量递减分析方法和系统(CN201410638125.7)，一种页岩气水平井初期产能预测方法(CN201510124601.8)，一种产能试井方法(CN201410784754.0)，页岩气水平井单井产能的测井预测方法(CN201710137973.3)。这六项专利都没有考虑气井产量中吸附气的产量，并无涉及到本发明内容的部分。另外4项专利是公开了页岩气井产能的预测方法，页岩气井产能评价预测方法(CN201410536314.3)通过对生产数据的拟合确定页岩气水平井分段压裂产量公式，同时考虑解吸、扩散特点，建立页岩气产能评价方法；一种页岩气井产能测定方法(CN201410112840.7)建立考虑吸附气的双区复合页岩气藏物质平衡方程，建立一种快速准确的页岩气井产能计算方法；一种页岩气藏水平井多段压裂产能预测方法及装置(CN201510454838.2)利用压裂改造后的页岩气藏原始参数，建立基质和裂缝系统中流动控制方程，得到裂缝压力分布，利用产能方程获得页岩气产能。这3项现有专利中计算吸附气量时都是应用langmuir吸附公式预测吸附气产量，并不是根据实际生产曲线来判断是否产生吸附气体。一种页岩气产量递减分析方法(CN2014108-52718.3)利用扩散系数计算裂缝中流出的游离气体的质量，利用气体压力和页岩气密度确定解吸附气的质量，根据地层参数确定气井产量递减规律，确定气井最终井口产量，只能计算出页岩地层中吸附气的含量，也不能根据实际生产曲线来实时地判断生产过程中何时产生吸附气体。因此现有的专利技术并没有本发明阐述的发明内容。