[发明专利]油页岩原位加热生产的产能计算方法及经济效益评价方法

权利要求书

1.一种油页岩原位加热生产的产能计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

测试不同温度下油页岩的密度、孔隙度、热传导系数，通过数据拟合得到温度-密度变化模型、温度-孔隙度变化模型、以及温度-热传导系数变化模型；

根据所述温度-孔隙度变化模型，建立温度-渗透率变化模型；所述温度-渗透率变化模型为：

式中：K为油页岩储层渗透率，mD；φ为油页岩储层孔隙度，％；S_wi为油页岩储层束缚水饱和度，％；ρ_o、ρ_w分别为热解生成的页岩油、束缚水密度，kg/m³；

根据所述温度-密度变化模型和所述温度-热传导系数变化模型，计算获得不同温度下油页岩的热扩散系数；所述热扩散系数通过下式进行计算：

式中：α为热扩散系数，m²/s；λ为热传导系数，W/(m·K)；ρ为油页岩密度，kg/m³；c为油页岩比热容，J/(kg·℃)；

建立电加热器能量转化的数学模型，根据所述数学模型计算加热效率；所述电加热器能量转化的数学模型为：

式中：η为加热效率，％；为j时刻油页岩密度，kg/m³；N为将油页岩储层空间离散后的单元圆环的个数，无量纲；V_n为第n个油页岩单元圆环的体积，m³；分别为i时刻和j时刻油页岩单元圆环的温度，℃；t^i-j为i时刻和j时刻的时间差，s；P_e为电加热器的额定功率，W；

建立油页岩原位加热生产的温度场，并根据所述温度场，获得耦合温度场的渗流压力场解析解；所述油页岩原位加热生产的温度场为：

T(x,t)＝erf(X)(T₀-T_∞)+T_∞ (5)

式中：T(x,t)为t时刻时距离加热井x处的温度，℃；erf(X)为误差函数；T₀为温度场的初始条件，即T(x,0)＝T₀；T_∞为边界处的温度，℃；x为储层中任一点到加热井的距离，m；t为生产时间，s；

所述渗流压力场解析解通过下式进行计算：

式中：pⁱ为任意油页岩单元的压力，MPa；p_e为供给边界压力，MPa；p_wf为井底压力，MPa；rⁱ为裂解区内最靠近加热井的油页岩单元到加热井的距离，m；L为生产井到加热井的距离，m；θ为油页岩单元到加热井直线与加热井到生产井直线的夹角，°；r_w为油井半径，m；

根据所述温度-渗透率变化模型和所述渗流压力场解析解建立产量计算模型；所述产量计算模型为：

式中：q为产量，m³/s；Δx为网格长度，m；h为油页岩储层厚度，m；Kⁱ为第i时刻下的油页岩渗透率，mD；pⁱ(θ)为第i时刻下裂解区油页岩的压力，MPa；μ_o为页岩油黏度，mPa·s；r_eⁱ为第i时刻下裂解区的供给边界，m；

根据所述产量计算模型，计算油页岩原位加热生产的产能。

2.一种油页岩原位加热生产的经济效益评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法，计算油页岩原位加热生产的产能；

计算油页岩原位加热生产过程中的年投入支出费用；

根据所述产能计算油页岩原位加热生产过程中的年获收益；

根据所述年投入支出费用和所述年获收益，计算油页岩原位加热生产的年利润；

根据多年油页岩原位加热生产的年利润，计算收益速率，所述收益速率越大，经济效益越好。