[发明专利]一种适用于页岩气藏热力开采的流动模拟方法

说明书

本发明涉及一种适用于页岩气藏热力开采的流动模拟方法，包括以下步骤：根据页岩气藏矿场开发规模、水力压裂后裂缝分布情况、经过微地震得到的储层改造区大小以及微裂缝分布，建立气藏几何模型；通过离散裂缝模型描述人工裂缝；并基于储层改造区、储层未改造区，建立页岩气藏双重介质压裂水平井渗流场模型；将所述人工裂缝作为恒温热源，建立页岩气藏热力场模型；将渗流场模型与热力场模型进行耦合，并基于Delaunay三角网格对几何模型进行剖分，进而对几何模型进行求解，实现复杂裂缝性页岩气藏热力开发数值模拟。本发明建立了页岩气藏复合气藏分段压力水平井热力开发模型，为页岩气藏热力开采潜能评价以及今后的矿场开发提供指导。

技术领域

本发明涉及非常规油气田开发领域，特别是涉及一种适用于页岩气藏热力开采的流动模拟方法。

背景技术

随着油气藏开采技术的提高以及油气资源需求量的增加，非常规油气资源正日益受到关注和重视，逐步成为重要战略资源的有力补充。页岩气以其分布范围广、资源量大、稳产周期长等特点，成为当前油气勘探开发的热点。页岩气藏孔隙直径为纳米级，赋存方式多样，孔隙度、渗透率极低，属于典型的致密多孔介质。与常规气藏相比，页岩气藏运移机制复杂，流动模式呈现非线性。分段压裂水平井技术为页岩气藏商业化开发提供了基础。目前分段压裂水平井为其主要开发方式，压裂后的人工裂缝和天然裂缝共同构成了复杂的裂缝网络，该裂缝系统直接关系到气井产能及最终采收率。实际开发过程中，由于页岩气藏基岩渗透率差、吸附气丰度低、脆性矿物含量较小以及压裂规模，地面生产状况限制，开发效果较差，对于这类气藏需要采取其他增产措施，提高气体采收率。

热力开采是一种比较成熟的提高采收率技术，适用于非常复杂的地质-物理条件，尤其适用于高粘度原油，对于稠油油田是一种高潜能方法。近年来，热力开采逐步应用于非常规油气资源开采。美孚公司提出电裂缝技术，往人工裂缝注入导电材料，通过电加热人工裂缝，裂缝温度可达400℃，促使油页岩干酪根分解为油气，降低页岩气粘度，达到增产目的。目前电裂缝技术已经应用于页岩油藏的矿场开发试验。页岩气藏骨架表面存在大量吸附气，升高地层温度，从机理层面看可以促进吸附气从骨架表面解吸，达到增产的目的，但是电裂缝等技术还未应用于页岩气藏实际开发，实际的开发效果不得而知，有必要进行产能评价研究，研究加热人工裂缝技术在页岩气藏开发上的潜能，为今后的页岩气藏的热力开发提供指导。

发明内容

本发明的目的是建立一种考虑页岩气藏非线性渗流机理的热力开发模型，用于研究基于加热人工裂缝的热力开采对页岩气藏吸附和产能的影响，为未来页岩气藏经济有效的热力开发提供指导。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种适用于页岩气藏热力开采的流动模拟方法，包括以下步骤：

S1、根据页岩气藏矿场开发规模、水力压裂后裂缝分布情况、经过微地震得到的储层改造区大小以及微裂缝分布，建立气藏几何模型；

S2、通过离散裂缝模型描述人工裂缝；并基于储层改造区、储层未改造区，建立页岩气藏双重介质压裂水平井渗流场模型；

S3、将所述人工裂缝作为恒温热源，建立页岩气藏热力场模型；

S4、将所述渗流场模型与所述热力场模型通过压力和温度变量进行耦合，并基于Delaunay三角网格对所述几何模型进行网格剖分，对所述人工裂缝进行局部网格加密，进而对所述几何模型进行求解，实现复杂裂缝性页岩气藏热力开发数值模拟。

优选地，所述步骤S2中，在人工裂缝内考虑高速非达西效应，通过二次流动项的Forchheimer方程描述非达西流动过程，基于双重介质模型描述所述改造区，基于单孔介质模型描述所述储层未改造区。

优选地，所述步骤S2中，人工裂缝与水平井以及储层改造区中的天然裂缝为压力连续的边界。