瞬变流量—压力的页岩气产能评价方法
发布时间：2020-12-16 06:11
页岩气在世界范围内受到了广泛的关注,已经成为非常规能源的重要组成部分。为了提高页岩气的产能,水平井多段压裂技术是目前最常用的地层改造手段。对页岩地层进行多段水力压裂会导致一系列复杂流态(如裂缝线性流、裂缝径向流、地层线性流和地层径向流等)的出现。同时由于页岩基质的压敏效应、基质中气体的吸附和解吸附效应以及扩散效应的存在,页岩地层中多段压裂水平井的生产行为是相当复杂的。在这种情况下,常规的产能评价方法并不适用。为了确保页岩气井高效稳定地生产,需要提出新的产能评价方法。生产数据分析是一种重要的产能评价方法,主要用于分析单井长时间变流量变压力的生产数据,可以为油气井的生产提供一个全期的解释分析。本文提出了一个新的解析模型来研究页岩地层中的气体流动规律。基于提出的模型,进行了图版拟合和生产数据分析,从而提高页岩气产能预测精度。主要成果和创新如下:1.在分析归纳大量现场测试数据的基础上,提出耦合页岩气流动机理的数学模型并给出解析解。考虑到页岩气吸附、扩散和压敏效应,及高温高压状态方程,建立了变流量变压力情况下,全封闭矩形页岩地层中一口多段压裂水平井的数学模型。通过杜哈梅原理,拉普拉斯变换和反变换...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２美国，中国，加拿大，墨西哥，阿尔及利亚和阿根廷页岩气占天然??气生产总量统计及预测（２０１５年和２０４０年）（ＥＩＡ，?２０１６）??
?１００?１２０??图１－２美国，中国，加拿大，墨西哥，阿尔及利亚和阿根廷页岩气占天然??气生产总量统计及预测（２０１５年和２０４０年）（ＥＩＡ，?２０１６）??据ＥＩＡ估计，世界范围内天然气的日平均产能将从２０１５年的９６．８４亿立方??米增长到２０４０年的１５６．８８亿立方米，而增长的产能超过一半来自于页岩气的贡??献（２０１５年的１１．８９亿立方米增长到２０４０年的４７．５７亿立方米）。在２０４０年，??页岩气预计会占全世界天然气总产量的３０％，如图１－３所示。??Ｗｏｒｌｄ?ｎａｔｕｒａｌ?ｇａｓ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｂｙ?ｔｙｐｅ?（２０１０－４０）??ｂｉｌｌｉｏｎ?ｃｕｂｉｃ?ｆｅｅｔ?ｐｅｒ?ｄａｙ??６００?．??ｈ．ｓｔｏｒｙ?｜?ｐｒｏｊｅｃｔ，ｏｎ?ｃｏａｌｂｅｄ?ｍｅｔｈａｎｅ??吨ｈｔ??４〇〇??ｏｔｈｅｒ??２００??１〇〇??ｓｈａｌｅ?ｇａｓ??２０１０?２０１５?２０２０?２０２５?２０３０?２０３５?２０４０?ｃｉａ＇??图１－３世界天然气生产总量统计及预测（２０１０年－２０４０年）（ＥＩＡ，２０１６）??美国经过了?３０多年的科学研宄和技术开发
２００７），另一部分来自于地层中的游离气。一般认为，页岩气生产过程中，孔壁上??吸附态的甲烷会逐渐解吸附，进入到附近的孔隙中，并沿流动通道最终进入井筒。??为了说明页岩气贮存机制的特殊性，图１－５给出了四川龙马溪组页岩的气体含量??随压力变化图。一般来说，解吸附量随压力降低呈现一个先慢后快的关系。使用??的页岩样品的Ｌａｎｇｍｕｉｒ体积为３．６Ｘ?１〇＿３?ｍ３／ｋｇ，Ｌａｎｇｍｕｉｒ压力为４．０ＭＰａ，孔隙??度为５．０％（Ｙｕａｎｅｔａｌ．，２０１４）。从图中可以看出，在初始压力为１２．０ＭＰａ时，吸附??气和游离气含量分别为２．６８Ｘｌ（Ｔ３ｍ３／ｋｇ和２．２９Ｘｌ〇－３ｍ３／ｋｇ。此时吸附气占原地??储量（Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｇａｓ?ｉｎ?ｐｌａｃｅ）中的５４％。假设生产过程中，压力逐渐降至８．０ＭＰａ，??吸附气和游离气的含量分别降低了?０．３Ｘｌ（ｒ３ｍ３／ｋｇ和０．８Ｘ１０＿３ｍ３／ｋｇ。那么可以??认为在这段生产中，吸附气贡献了?２７％的产能。这说明了吸附气和游离气对产能??的贡献并不等于原地储量中的比例。井底压力变化行为，吸附参数（Ｌａｎｇｍｕｉｒ压??力和体积）和孔隙度对页岩气生产行为有着重要的影响。同时，水平井多段压裂??技术普遍应用于页岩气藏的开发
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国页岩气特征、挑战及前景(二)[J]. 邹才能,董大忠,王玉满,李新景,黄金亮,王淑芳,管全中,张晨晨,王红岩,刘洪林,拜文华,梁峰,吝文,赵群,刘德勋,杨智,梁萍萍,孙莎莎,邱振. 石油勘探与开发. 2016(02)
[2]中国页岩气特征、挑战及前景(一)[J]. 邹才能,董大忠,王玉满,李新景,黄金亮,王淑芳,管全中,张晨晨,王红岩,刘洪林,拜文华,梁峰,吝文,赵群,刘德勋,杨智,梁萍萍,孙莎莎,邱振. 石油勘探与开发. 2015(06)
[3]页岩气开发综述[J]. 张东晓,杨婷云. 石油学报. 2013 (04)
[4]页岩气开发水力压裂技术综述[J]. 唐颖,唐玄,王广源,张琴. 地质通报. 2011(Z1)
[5]页岩气:全球油气资源开发的新亮点——我国页岩气开发的现状与关键问题[J]. 张鸿翔. 中国科学院院刊. 2010(04)
[6]压裂水平井多裂缝系统的试井分析[J]. 李树松,段永刚,陈伟,张娜,蔡卓林. 大庆石油地质与开发. 2006(03)
[7]利用拟压力分布积分方法计算气藏平均地层压力[J]. 李培超,孔祥言,卢德唐. 天然气工业. 2000(03)
[8]利用压力分布积分计算平均地层压力[J]. 卢德唐,孔祥言. 石油学报. 1993(01)
本文编号：2919676
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２美国，中国，加拿大，墨西哥，阿尔及利亚和阿根廷页岩气占天然??气生产总量统计及预测（２０１５年和２０４０年）（ＥＩＡ，?２０１６）??
?１００?１２０??图１－２美国，中国，加拿大，墨西哥，阿尔及利亚和阿根廷页岩气占天然??气生产总量统计及预测（２０１５年和２０４０年）（ＥＩＡ，?２０１６）??据ＥＩＡ估计，世界范围内天然气的日平均产能将从２０１５年的９６．８４亿立方??米增长到２０４０年的１５６．８８亿立方米，而增长的产能超过一半来自于页岩气的贡??献（２０１５年的１１．８９亿立方米增长到２０４０年的４７．５７亿立方米）。在２０４０年，??页岩气预计会占全世界天然气总产量的３０％，如图１－３所示。??Ｗｏｒｌｄ?ｎａｔｕｒａｌ?ｇａｓ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｂｙ?ｔｙｐｅ?（２０１０－４０）??ｂｉｌｌｉｏｎ?ｃｕｂｉｃ?ｆｅｅｔ?ｐｅｒ?ｄａｙ??６００?．??ｈ．ｓｔｏｒｙ?｜?ｐｒｏｊｅｃｔ，ｏｎ?ｃｏａｌｂｅｄ?ｍｅｔｈａｎｅ??吨ｈｔ??４〇〇??ｏｔｈｅｒ??２００??１〇〇??ｓｈａｌｅ?ｇａｓ??２０１０?２０１５?２０２０?２０２５?２０３０?２０３５?２０４０?ｃｉａ＇??图１－３世界天然气生产总量统计及预测（２０１０年－２０４０年）（ＥＩＡ，２０１６）??美国经过了?３０多年的科学研宄和技术开发
２００７），另一部分来自于地层中的游离气。一般认为，页岩气生产过程中，孔壁上??吸附态的甲烷会逐渐解吸附，进入到附近的孔隙中，并沿流动通道最终进入井筒。??为了说明页岩气贮存机制的特殊性，图１－５给出了四川龙马溪组页岩的气体含量??随压力变化图。一般来说，解吸附量随压力降低呈现一个先慢后快的关系。使用??的页岩样品的Ｌａｎｇｍｕｉｒ体积为３．６Ｘ?１〇＿３?ｍ３／ｋｇ，Ｌａｎｇｍｕｉｒ压力为４．０ＭＰａ，孔隙??度为５．０％（Ｙｕａｎｅｔａｌ．，２０１４）。从图中可以看出，在初始压力为１２．０ＭＰａ时，吸附??气和游离气含量分别为２．６８Ｘｌ（Ｔ３ｍ３／ｋｇ和２．２９Ｘｌ〇－３ｍ３／ｋｇ。此时吸附气占原地??储量（Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｇａｓ?ｉｎ?ｐｌａｃｅ）中的５４％。假设生产过程中，压力逐渐降至８．０ＭＰａ，??吸附气和游离气的含量分别降低了?０．３Ｘｌ（ｒ３ｍ３／ｋｇ和０．８Ｘ１０＿３ｍ３／ｋｇ。那么可以??认为在这段生产中，吸附气贡献了?２７％的产能。这说明了吸附气和游离气对产能??的贡献并不等于原地储量中的比例。井底压力变化行为，吸附参数（Ｌａｎｇｍｕｉｒ压??力和体积）和孔隙度对页岩气生产行为有着重要的影响。同时，水平井多段压裂??技术普遍应用于页岩气藏的开发
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国页岩气特征、挑战及前景(二)[J]. 邹才能,董大忠,王玉满,李新景,黄金亮,王淑芳,管全中,张晨晨,王红岩,刘洪林,拜文华,梁峰,吝文,赵群,刘德勋,杨智,梁萍萍,孙莎莎,邱振. 石油勘探与开发. 2016(02)
[2]中国页岩气特征、挑战及前景(一)[J]. 邹才能,董大忠,王玉满,李新景,黄金亮,王淑芳,管全中,张晨晨,王红岩,刘洪林,拜文华,梁峰,吝文,赵群,刘德勋,杨智,梁萍萍,孙莎莎,邱振. 石油勘探与开发. 2015(06)
[3]页岩气开发综述[J]. 张东晓,杨婷云. 石油学报. 2013 (04)
[4]页岩气开发水力压裂技术综述[J]. 唐颖,唐玄,王广源,张琴. 地质通报. 2011(Z1)
[5]页岩气:全球油气资源开发的新亮点——我国页岩气开发的现状与关键问题[J]. 张鸿翔. 中国科学院院刊. 2010(04)
[6]压裂水平井多裂缝系统的试井分析[J]. 李树松,段永刚,陈伟,张娜,蔡卓林. 大庆石油地质与开发. 2006(03)
[7]利用拟压力分布积分方法计算气藏平均地层压力[J]. 李培超,孔祥言,卢德唐. 天然气工业. 2000(03)
[8]利用压力分布积分计算平均地层压力[J]. 卢德唐,孔祥言. 石油学报. 1993(01)
本文编号：2919676
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