[发明专利]页岩气井全生产周期生产制度与排采工艺智能优化方法

权利要求书

1.页岩气井全生产周期生产制度与排采工艺智能优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S100：准备页岩气井的储层静态参数、流体特征参数和生产特征参数，储层静态参数包括孔隙度、渗透率、岩石密度、岩石压缩系数、原始地层压力、原始地层温度、原始含气饱和度、地质储量，流体特征参数包括页岩气的黏度、页岩气的密度、页岩气的体积系数、水的黏度、水的密度、水的体积系数，生产特征参数包括注入液量、产气量、产水量、井底流压；

S200：以井底压力系数和返排率为特征参数，将页岩气井全生产周期划分为快速排液期、自喷生产期、人工介入期和无水生产期四个生产阶段；其中快速排液期的特征参数范围为1≤且0.3，自喷生产期的特征参数范围为0.5≤1且0.3≤1，人工介入期的特征参数范围为0.1≤0.5且0.3≤1，无水生产期的特征参数范围为≥1；为井底压力系数，单位为MPa/100m；为返排率，为无量纲量；

S300：根据公式计算，根据公式计算，根据和所在的范围确定页岩气井目前的生产阶段；其中为井底流压，单位为MPa；为井深，单位为m；为累计产水量，单位为方；为注入液量，单位为方；

S400：根据页岩气井目前的生产阶段对页岩气井进行生产制度的选择：

S4001：若处于快速排液期则生成100个不同的定压生产的生产制度；对生产制度进行生产预测，得到生产制度预测的产气量、产水量、井底流压和累计生产时间，按累计生产时间最短的生产制度进行生产预测后进行S300；其中为第i个定压生产的生产制度，表示页岩气井按井底流压为进行生产，每生产时间后井底流压减少后继续生产；为第i个生产制度的初始井底流压，单位为MPa；为第i个生产制度的时间步长，单位为天；为第i个生产制度的井底流压改变量，单位为MPa；其中对每个生产制度进行生产预测的步骤为：

第一步：联立页岩气物质平衡方程和二项式产能方程，得到产气量预测公式；其中，为地层压力，单位为MPa；为地层压力为时考虑页岩气吸附解析效应的偏差系数，为无量纲量；为原始地层压力，单位为MPa；为地层原始的偏差系数，为无量纲量；为地质储量，单位为万方；为目前累计产量，单位为万方；为井底流压，单位为MPa；为产气量，单位为万方/天；为层流项系数，为无量纲量；为紊流项系数，为无量纲量；

第二步：将初始的井底流压和目前累计产气量代入产气量预测公式计算产气量；

第三步：根据公式计算出预测的产水量；其中为页岩气相对渗透率，为无量纲量；为水的相对渗透率，为无量纲量；为页岩气的体积系数，为无量纲量；为水的体积系数，为无量纲量；页岩气的黏度，单位为mPa·s；为水的黏度，单位为mPa·s；为产水量，单位为方/天；

第四步：根据公式计算预测的累计产气量，将预测的累计产气量代入第二步进行迭代，以一天为一个生产周期不断迭代，直到完成一个时间步长或结束；其中为临界携液流量，单位为万方/天；

第五步：将井底流压减小后代入第二步继续迭代，直到；其中为不同生产阶段的特征参数下限，快速排液期的特征参数下限为1、自喷生产期的特征参数下限为0.5、人工介入期的特征参数下限为0.1，无水生产期的特征参数下限为0，单位为MPa/100m；

S4002：若处于自喷生产期则生成100个不同的定产生产的生产制度；对生产制度进行生产预测，得到生产制度预测的产气量、产水量、井底流压和累计产气量，按累计产气量最大的生产制度进行生产预测后进行S300；其中为第i个定产生产的生产制度，表示页岩气井按产气量为进行生产，每生产时间后产气量减少后继续生产；为第i个生产制度初始的产气量，单位为万方/天；为第i个生产制度的产气量减少量，单位为万方/天；其中对每个生产制度进行生产预测的步骤为：

第一步：联立页岩气物质平衡方程和二项式产能方程，得到井底流压预测公式；

第二步：将初始的产气量和目前的累计产气量代入井底流压预测公式计算井底流压；

第三步：根据公式计算出预测的产水量；

第四步：根据公式计算预测的累计产气量，将预测的累计产气量代入第二步进行迭代，以一天为一个生产周期不断迭代，在完成一个时间步长或后结束；

第五步：将产气量减小后代入第二步继续迭代，直到；

S4003：若处于人工介入期则根据S4001中所述步骤选择出累计生产时间最长的生产制度进行生产预测；根据4种排采工艺的工艺界限公式计算4种排采工艺每天所需的最低井底流压，比较预测的井底流压和，若≥则第i个排采工艺在第n天适用，若则第i个排采工艺在第n天不适用，选择出经济效益最高的最优排采工艺后进行S300；其中4种排采工艺依次为选择管柱、泡排、柱塞气举和连续气举；为第i种工艺在预测第n天所需的最低井底流压，单位为MPa；为预测第n天的井底流压，单位为MPa；

S4004：若处于无水生产期则根据S4002中所述步骤选择出累计产气量最大的生产制度进行生产预测，直到产气量小于0.5万方/天后关井。