[发明专利]非常规油气藏压裂返排液中污染物浓度获得方法

说明书

本发明公开了一种非常规油气藏压裂返排液中污染物浓度获得方法，包括以下步骤：建立压裂返排液中的污染物在裂缝系统中的对流‑反应‑扩散模型；建立压裂返排液中的污染物在水平井筒中的对流‑扩散模型；建立压裂返排液中的污染物在裂缝‑水平井筒中的对流‑反应‑扩散耦合模型；对污染物在裂缝‑水平井筒中的对流‑反应‑扩散耦合模型求解，获得压裂返排液中污染物的浓度。本发明建立了多个模型，并求的压裂返排液中污染物在裂缝‑水平井筒中的对流‑反应‑扩散耦合模型的解，获得了压裂返排液中的污染物在井口处的瞬时浓度，能够根据需要实时的获得井口除污染物的瞬时浓度。

技术领域

本发明涉及页岩气藏开发领域，具体涉及一种非常规油气藏压裂返排液中污染物浓度获得方法。

背景技术

页岩气开发主要采用水平井钻井技术与水力压裂技术，水力压裂的大量压裂液在开井后逐渐返排出水平井。返排液成分来源有两个方面：一是压裂液本身所含有的化学物质，二是当压裂液注入地层后，与基质可能发生反应所产生的或被返排时从岩缝中带走的物质。

返排液中的各成分的浓度较高，达不到直接排放的要求，返排液处理不当会造成一定的水污染，对返排液污染物浓度进行有效预测可以提前制定相应的污染物处理方案，其对油田现场的污染物处理工作具有非常重要的意义，因此，需要建立合理的页岩水平井压裂液返排模型，对压裂返排液中的污染物浓度进行模拟和预测。目前，页岩气藏水平井液返排模拟主要是基于油藏数值模拟软件(CMG)实现的，相关的研究较少，李勇明等人的发明专利“一种页岩气藏压裂水平井压裂液返排模拟方法”(专利号 CN201910497349.3)建立了页岩气藏压裂水平井压裂液返排模型，基于有限差分方法对模型进行求解，虽然计算结果精确，但计算方式复杂，易用性不足；谭晓华等人的发明专利“一种页岩气井返排率预测方法”(专利号CN202010563970.8)建立了页岩气井压裂液返排模型，通过页岩气井生产数据总结出页岩气井返排特征函数，可以结合实际生产数据预测返排率，但对于数据需求量大，普适性不强，且未考虑返排液中不同污染物的对流、扩散和反应，无法有效模拟和预测压裂返排液中的污染物浓度。

发明内容

本发明的目的是针对目前压裂返排液污染物浓度测定方式少且部分方法较为复杂的问题，提供了一种非常规油气藏压裂返排液中污染物浓度获得方法，计算简单，实用性强。

本发明通过下述技术方案实现：

一种非常规油气藏压裂返排液中污染物浓度获得方法，包括以下步骤：

建立压裂返排液中的污染物在裂缝系统中的对流-反应-扩散模型；

建立压裂返排液中的污染物在水平井筒中的对流-扩散模型；

建立压裂返排液中的污染物在裂缝-水平井筒中的对流-反应-扩散耦合模型；

对污染物在裂缝-水平井筒中的对流-反应-扩散耦合模型求解，获得压裂返排液中污染物的浓度。

具体地，所述压裂返排液中的污染物在裂缝系统中的对流-反应-扩散模型的建立包括以下步骤：

建立流体对流方程：

J_c＝vC

式中，v—流体通过介质断面的平均流速；

C—污染物浓度；

J_c—污染物通量；

建立流体扩散方程：

式中，D—压裂返排液中污染物分子扩散系数；

L—扩散方向的距离；

建立流体对流-扩散方程：