[发明专利]基于不同占比的页岩气藏单相气体双孔双渗模型构建方法

说明书

本发明公开了基于不同占比的页岩气藏单相气体双孔双渗模型构建方法，包括：构建有机质与无机质共生且与裂缝共同构成双孔双渗孔隙特征的物理模型、页岩气藏单相气体流动双孔双渗非稳态模型和拟稳态模型对页岩气藏双孔双渗多级压裂水平井单相气体渗流模型进行求解，结合源函数法、Laplace变换、半解析法对水力裂缝离散求解得到井底压力表达式；绘制双孔双渗模型压力动态特征曲线与产量递减曲线；实测试井数据的拟合方法，编写解释程序；研究有机质和黏土矿物含量的影响和窜流方式的影响。本方案引入有机质和黏土矿物所占比例以及各自吸附解吸常数对双重介质模型进行修正，建立有机质与黏土矿物占比不同的页岩气藏单相气体流动双孔双渗模型。

技术领域

本发明涉及页岩气开发领域，尤其涉及基于不同占比的页岩气藏单相气体双孔双渗模型构建方法。

背景技术

页岩气在我国非常规油气资源中占据重要领域，是国家能源发展战略的重要支撑。据悉，我国拥有巨大的页岩气可采资源储量，随着关键技术和核心装备的发展，我国现已具备了大规模开发页岩气的条件，成为全球页岩气生产大国。拥有巨大的资源基础决定了我国页岩气前景可期，但复杂的地质条件、资源禀赋和突出的技术瓶颈，使得我国页岩气开发充满挑战。

页岩气在储层中的产出大致分为以下几个过程：随着开采的进行，井筒与地层之间产生压力差，人工压裂缝和天然裂缝系统的游离气首先被采出，当开采进一步进行，裂缝系统和基质系统之间的压力差进一步扩大，随即基质系统中的游离气会流向天然裂缝系统，同时基质内的吸附气开始解吸向裂缝系统运移。页岩气在储层中表现为多尺度流动。目前，页岩气藏单相气体渗流理论及动态分析发展较为成熟，但欠缺对基质中有机质和无机质物理性质、吸附解吸能力差异性的考虑。在页岩储层中有机质通常以集合体形式与黏土矿物共生，有机质内发育大量吸附特性的纳米级孔隙。传统的页岩气藏单相气体流动双孔双渗渗流模型存在的问题有：

(1)渗流微分方程中未考虑基质中的有机质与无机质的占比；

(2)模型中未能体现出有机质与与无机质的吸附解吸能力的差异性。

(3)不能分析有机质和黏土矿物占比含量对生产动态的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于有机质与黏土矿物占比不同的页岩气藏单相气体流动双孔双渗试井解释模型及方法，考虑基质系统中有机质和黏土矿物占比及吸附解吸能力不同，引入有机质和黏土矿物所占比例以及各自吸附解吸常数对经典双重介质模型进行了修正，从而建立了够体现有机质和黏土矿物不同吸附解吸能力的页岩气藏单相气体流动双孔双渗模型，对模型进行求解并绘制了典型试井曲线，最后进行了参数敏感性分析。。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于不同占比的页岩气藏单相气体双孔双渗模型构建方法，包括以下步骤：

S1，将基质中的有机质视为球形，并将基质与裂缝视为双重介质，基于De Swaan球形模型，构建有机质与黏土矿物占比不同的物理模型，同时获取页岩气藏单相气体流动双孔双渗模型的基本假设条件；

S2，根据步骤S1中获取的物理模型和双孔双渗模型基本假设条件，分别构建基质系统和裂缝系统的渗流方程，并分别对构建的基质系统渗流方程和裂缝系统渗流方程进行线性化处理，基于线性化处理结果构建双孔双渗非稳态模型；

S3，根据步骤S2中构建的基质系统和裂缝系统的渗流方程，将拟压力参数分别输入到两个渗流方程中并分别对两个渗流方程进行无因次处理，基于无因次处理结果构建双孔双渗拟稳态模型；

S4，获取页岩气藏多级压裂水平井的渗流基本假设条件，基于渗流基本假设条件和双孔双渗模型对页岩气藏多级压裂水平井进行分析，并使用点源函数法、Laplace变换法和半解析法对双孔双渗模型求解，获得无因次井底流压在拉氏空间的解析表达式；