文摘

经过多级水力压裂的页岩气储层,形成一个复杂的裂缝网络在水平井筒附近。在postfracturing排液和早期生产周期、天然气和水两相流在液压骨折通常发生由于保留了大量的裂缝中压裂液。为了准确地解释水力裂缝网络的关键参数,有必要建立一个产量递减分析方法考虑在页岩气储层压裂液返排。在此基础上,建立了一个不确定的裂缝网络模型通过集成地质、压裂处理、返排,早期生产数据。通过识别典型的流动区和纠正历史匹配的裂缝网络模型,一组产量递减分析和裂缝网络解释方法考虑页岩气储层压裂液返排的成立。来自典型的案例分析骨折在页岩气储层水平井,解释结果表明,液压骨折的总长度是4887.6米,平均半身的水力裂缝在每个阶段是93.4米,平均裂缝传导性69.7 mD·m,刺激水库卷(SRV) ,和深水的渗透性 。与微震监测数据的解释结果相比,获得的有效的水力裂缝长度综合裂缝网络解释方法提出了59%的从微地震监测数据,获得有效的深水救生艇是83%的微震监测数据。结果表明,断裂长度小,断裂电导率不考虑压裂液的影响更大。

1。介绍

由于页岩气储层的渗透率极低,大型水力压裂治疗往往是需要实现经济效率。多级压裂后,创建一个复杂的裂缝网络在水平井筒附近。分析水力压裂后返排和产量递减特征在早期阶段的生产提供了一个新的想法集中效果评估(1- - - - - -3]。

因为大多数页岩气井展览长期线性或双线性流动特性的早期阶段,产量递减的参数反演分析主要分析动态数据通过近似解的线性或双线性流阶段,建立合适的数学模型,并将压力/生产和它的导数曲线,使用本地近似解来获得解释的关键骨折骨折半身像和电导率等参数。

关键参数的反演复杂裂缝网络页岩气藏是一个两相渗流问题。一方面,在许多页岩气井水力压裂后,大量的压裂液保留在水库,造成储层污染,长期出现气水两相流特征。另一方面,压裂水平井技术的逐步成熟,页岩冷凝气体,挥发油和黑色在北美鹰福特盆地的石油资源也被工业化(4]。

页岩气是由大型水力压裂,成千上万的立方米的压裂液通常注入储层获得复杂的裂缝网络。然而,只有25 - 60%的压裂液返排和生产过程中产生,导致大量的压裂液在水库。因此,早期的页岩气井动态分析需要考虑气水两相渗流的水库和水库造成的损害压裂液潴留。

目前,一些模型用于压裂液返排数据分析考虑在页岩储层气水两相渗流问题。克拉克森和Williams-Kovacs5)只考虑流体在裂缝,忽略矩阵的供应断裂,并分析了早期的排液动力学。他们发现,使用该模型可以预测生产动态的最初几个月,而不是长期。动态分析。Williams-Kovacs和克拉克森6)考虑矩阵的天然气供应断裂系统和扩展克拉克森的返排数据分析模型和Williams-Kovacs5]。

在页岩油气两相渗流的水库,有些学者板骨折模型提出的方法用于预测两阶段生产的石油和天然气。Behmanesh et al。7)治疗饱和压力的函数,线性化模型通过定义一个两相拟压力函数,并获得一个semianalytical生产力的解决方案。由于在解决困难饱和度和压力之间的关系,张和Ayala [8]和Tabatabaie Pooladi-Darvish [9)使用玻耳兹曼变换方法获得self-model油气两相渗流模型的解决方案。然而,这些模型只适用于这种情况之前到达边界的压力。当压力到达边界,饱和度和压力不再显示一个固定的关系。

总之,虽然许多学者提出了页岩气储层复杂的裂缝网络反演模型,现有的气水两相动态分析方法主要是限于早期返排模拟和不能用于长期动态分析。因此,考虑到气水两相流的生产动态分析复杂的裂缝网络条件下已成为一个技术难题。

本文基于复杂裂缝网络形成页岩气储层水力压裂后(10,11),建立了气水两相流模型考虑复杂的裂缝网络条件和geological-fracturing-production集成数据。结合流阶段的分析结果和自动历史拟合校正裂缝网络模型,一组页岩气藏产量递减分析和裂缝网络反演方法考虑压裂液返排。

2。模型和方法

2.1。物理模型

页岩气藏的水平井形成复杂裂缝网络刺激后储层体积。返排和早期生产通常显示两相流。(12]本文离散裂缝网络模型用于描述人工压裂裂缝后,考虑到水相流动(压裂液)在离散裂缝网络初始状态和矩阵主要是单相气体流动建立在页岩气储层压裂返排。气水两相流的物理模型如图1。

如图2以上,该模型考虑了体积压裂改造与平面骨折后骨折完全伸展双翅,和互连平面骨折形成一个复杂的裂缝网络。离散裂缝网络模型是用来模拟复杂的页岩气体积压裂后裂缝网络系统。骨折分为几段,微量元素及气水两相流在任何被认为是断裂系统,而不考虑毛管力和重力。流程图如图3。

2.2。气水两相线性分析

2.2.1。气水两相方程的离散裂缝系统

的过程中压裂液返排在页岩气储层,储层流体的流动首先从矩阵到骨折,然后进入井筒。(13)气水两相流方程建立了离散裂缝系统考虑压裂液的返排,气水两相流在骨折早期生产过程和页岩气的单相流矩阵,忽略了在井筒压降。

在返排压裂液和早期产量、气相瞬变流动的偏微分方程完全渗透液压骨折可以由以下方程: 在哪里代表的绝对渗透率骨折,代表气相相对渗透率,代表了裂缝孔隙度,代表气体粘度,代表了天然气的地层体积系数,代表气体饱和度,代表了断裂系统的压力。

在方程(右手累计任期1)可以写成

用裂缝孔隙度的定义和天然气体积系数为上面的方程,它可以获得:

它可以看到从方程(3扩散方程),累计任期是受到气水两相流体流动的影响,裂缝延伸,在压裂液返排气体饱和度变化,早期生产。本文以下方程介绍了定义流体的压缩性。

在方程(4),液体的压缩性系数取决于流体饱和度和压力的骨折。认为断裂系统的渗透率大,压力梯度通常是非常小的(14,15]。本文提出的平均饱和流体和平均压力下的压缩系数简化方程,结果如下所示:

方程(5)表明,平均压力和平均饱和度下的流动方程是类似于单相流体的流动方程。为方便解决,仍然需要线性化方程。

2.2.2。物质平衡方程

摘要物质平衡方法年代(16- - - - - -19)是用于解决气水两相流方程离散裂缝系统。为了使线性化方程,介绍了拟时间修改项,见以下方程:

上图中,代表的总压缩气相条件下的初始状态,和代表了断裂系统条件下的平均含水饱和度和压力系数的气相。

修改后的拟时间期限(6)被替换为气水两相方程,进一步简化为

基于Mattar和安德森的研究成果15,16),线性分析公式考虑线性流在气相,假设断裂结束关闭和矩阵不断供应天然气的断裂和考虑变量系统工作条件。

气相如下:

除此之外,

它可以看到从方程(8),在压裂液返排和早期生产阶段,断裂的气水两相流系统提出了一种线性关系如下所示:

2.2.3。计算相对渗透率

它可以看到从线性分析方程(10),方程中的变量主要取决于相对渗透率。平均饱和度的关系,建立了水相的物质平衡方程如下: 在哪里代表了初始体积的水和代表了初始水饱和度和通常需要1代表产生的压裂液量。

早期的压裂液返排和生产,水和气体的非恒定流方程的骨折可以表示由以下方程:

气体的平均粘度和平均体积系数可以通过平均压力计算断裂。结合方程(12)和(13),气水产量之间的关系比和相对渗透率(气水比)可以获得如下:

结合方程(11)(14),平均含水饱和度和平均断裂压力之间的关系可以确定。

3所示。综合解释方法,裂缝网络的关键参数

为了减少骨折的关键参数的不确定性在页岩气水平井储层裂缝特征和充分利用现有数据,本文整合多个数据等核心,微震监测数据,水力压裂施工数据,和生产性能数据,形成一组集成的断裂的断裂网络的关键参数反演方法在页岩气储层水平井。具体的过程如图3。方法主要包括自然骨折的随机建模的步骤,人工裂缝延伸模拟,气水两相直线分析和历史匹配。

3.1。步骤1:天然裂缝随机建模

Mayerhofer et al。17),Gamboa et al。18]表明,天然裂缝将重新开放在水力压裂,和开放的能量自然骨折会引起地震波事件。因此,微震的数据被用来确定天然裂缝的位置,结合测井解释结果。我们可以获得方向、长度和天然裂缝数量和频率分布的每个裂缝的长度和方向。然后,每个天然裂缝的长度和方向可以根据断裂参数生成随机分布。

3.2。步骤2:水力压裂模拟

基于自然骨折,水力裂缝延伸模型建立。在本文中,每个压裂阶段分为三个集群。假定液压骨折将在每个集群水力压裂后,生成和压裂液和支撑剂在每个集群的数量相同的阶段是相同的20.]。的矩阵,我们都知道,液压骨折沿着最大水平主应力传播,直到他们用天然裂缝相交。如果一个水力裂缝相交天然裂缝,它沿天然裂缝延伸。裂缝延伸过程中,假定液压骨折以同样的速度传播矩阵两边的水平井。一边相交天然裂缝时,另一方停止传播矩阵。这是由于断裂沿天然裂缝传播更容易比矩阵。此外,液压骨折的总长度是成正比的体积压裂液(20.- - - - - -22]。基于上述过程,生成的缝网可以获得。

上图中,的总长度是一级液压骨折(m),是系数,阶段的总量压裂液使用(m³)。

3.3。步骤3:燃气和水的生产数据的线性流分析

基于天然裂缝和人工裂缝延伸模型,建立了气水两相流离散裂缝网络被认为是。然后,气水两相的分析模型可以建立。最后,典型的流阶段和关键参数(渗透率的水库,刺激刺激区域的体积,裂缝渗透率和裂缝长度)的复杂骨折测定。

3.4。步骤4:历史匹配

基于离散裂缝网络模型,线性分析方法提出了利用调整键断裂网络参数,如离散裂缝长度、导电率的离散裂缝,改革区,渗透性和体积的改革区,与生产动态数据(每日天然气生产和日常水生产)。

4所示。现场应用

在本文中,多级的压裂井在中国页岩气窗口进行了分析。储层深度约为2200米,有效厚度约15米,水库的初始压力为28.5 MPa,储层温度358.1 K,水库的原始气体饱和度是0.6。水平井水力破碎成26部分,每个阶段压裂3集群,如图的生产性能4。测井解释结果表明,基质孔隙度是0.064。统计成像测井和核心数据获取天然裂缝方位分布表1显示。最大主应力方向是垂直于水平井方向。

4.1。步骤1:重建复杂的裂缝网络

基于微震的数据从破碎页岩气藏水平井,每个微震的数据将骨折分为两个部分,假设两个部分的长度之比服从均匀分布。结合测井解释结果的核心和图像,一个复杂的裂缝网络是随机生成的,如图5。

4.2。步骤2:线性分析的气体和水生产数据

基于上面的气水两相的线性分析方法中,气水两相的生产动态数据结合物质平衡时间,规范化拟压力和归一化输出得到气相流量特性曲线,如图6,7和8。它可以从气相流动特性曲线,气相双线性流不出现在生产初期,和线性流是显而易见的。2.5个月后,大多数的压裂液已经出院,和骨折电导率高或骨折半身的很大。20个月后,干扰骨折出现在气相之间流动。

结合线性分析方法提出了在前一篇文章中,线性流动阶段的气相拟合,拟合的线性关系( , ),根据上面给出的线性分析方法,通过确定线性流在气相。在这个阶段,平均断裂半身的96.7米,骨折电导率是74.5 mD·m,改革区域的平均宽度是48.7米,和改革领域的渗透 医学博士。

4.3。步骤3:生产历史匹配

根据集成断裂网络和离散裂缝网络模型,离散裂缝长度、离散裂缝的电导率,磁导率的刺激面积进行调整(如表所示2)以适应生产性能数据的水平井多级压裂页岩气藏的基本网格大小设置 ,和网格定义连接到骨折 。拟合结果如图9和10。

结合实际的拟合结果生产性能、离散裂缝形态、电导率、应力敏感性系数,和刺激的范围和渗透区。越近,井筒,裂缝越高导电性和压力灵敏度系数越小,如图11和12。

裂缝网络的拟合结果等关键参数离散裂缝长度、平均断裂半身的平均断裂电导率,和重建的断裂面积与微震的相比,产量递减分析,卡帕和商业软件,如表所示3。

综合裂缝网络解释结果表明,离散骨折的半身像是4887.6米,平均半身的骨折是93.4米,平均裂缝传导性69.7 mD·m,重建的体积 ,磁导率是 ,和孔隙度是0.058。比较结果的裂缝网络的关键参数,有效的离散裂缝长度综合裂缝网络获得的解释方法提出了59%的微地震监测、和有效重建身体83%的微震的监控。不考虑压裂液的影响,较小的裂缝长度和较大的骨折可以获得导电性。

5。结论

(1)基于复杂裂缝网络形成页岩气储层水力压裂后,建立了考虑气水两相流模型骨折吸收geological-fracturing-production数据,然后,一个全面的裂缝网络对页岩气储层参数反演方法考虑压裂液返排是由集成流阶段分析和自动历史拟合校正裂缝网络模型(2)水平井骨折在页岩气藏为例,离散裂缝半身像是通过天然裂缝随机建模的步骤,模拟人工裂缝延伸,气水两相线分析和生产历史拟合。结果表明,半身的离散裂缝是4887.6米,平均断裂半身的93.4米,平均裂缝传导性69.7 mD·m,重建的体积 ,重建地区的渗透率 医学博士和重建区域的孔隙率是0.058(3)与微震的解释结果相比,有效的离散裂缝长度综合裂缝网络获得的解释方法提出了59%的微地震监测、获得的和有效的SRV体积的83%,获得的微震的监控。不考虑压裂液的影响,较小的裂缝长度和大裂缝传导性会获得

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。