CN107423844B - 一种预测页岩气/致密气井可采储量的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预测页岩气/致密气井可采储量的新方法，包括以下步骤：1)选取递减段的产量数据，并求出上产期及稳产期的累计产量G_p1；2)作递减段的对数日产量ln(q)与对数时间的平方(lnt)²的关系曲线，将会得到直线关系y＝slope·x+intercept，可求得新方法参数q₁＝e^intercept及λ＝‑slope；3)将步骤2所求的参数q₁及λ代入新方法提出公式求日产量，代入公式求气井累计产量；4)将气井经济极限生产时间代入步骤3所述的累计产量G_p计算公式求取气井可采储量。本发明提供的新方法，能简单快速的预测页岩气/致密气井日产量、累计产量及可采储量，相对于目前适用于页岩气/致密气井的最常用的两种经验评价方法SEPD法及Duong法，预测结果更加准确。

Description

一种预测页岩气/致密气井可采储量的新方法

技术领域

本发明涉及一种预测页岩气/致密气井可采储量的新方法，属于油气田开发的技术领域。

背景技术

油气藏储量大小关系到石油公司的经济投入及开采技术选用，其中可采储量(或EUR)是油气藏工程师最为关心的，且该值越早知道，就能及时对油气田的工作制度进行调整；而油气田开发早期，动态生产数据较少，如何利用较少的动态生产数据准确预测可采储量是油气藏工程师研究的重点。

页岩气以吸附态、游离态及溶解态赋存于富含有机质的泥页岩或其夹层中，其中吸附态气体约占页岩气总储量的20％～85％，占比大；另外，页岩储层基质属于超低孔和超低渗的致密多孔介质，必须经过压裂改造形成有效渗流裂缝才能产生工业气流。页岩气藏的这几种特点使其产量递减规律与常规气藏有一定的区别：(1)气井初始产量较高，但在很短的时间内快速递减，此时递减率很大；(2)递减到一定程度后，会以较稳定的产量持续很长时间，此时递减率非常小。

另外，用来预测页岩气/致密气井产量递减规律以及可采储量的方法很多，主要包括数值模拟法、解析法、半解析法、经验方法，其中经验方法因为计算简便、所需计算参数少，在油气工业得到了广泛的应用。从2008年开始，相继有几种适用于页岩气/致密气井的经验方法被提出来，分别为指数定律递减方法(简称为PLE法)、SEPD法及其改进方法、Duong法、Logistic growth model(简称为LGM法)，但这些方法都存在一些缺点。

2008年，Ilk等(Ilk D,Rushing J A,Perego A D,Blasingame T A.Exponentialvs.Hyperbolic decline in tight gas sands-understanding the origin andimplications for reserve estimates using Arps Decline Curves.SPE 116731,2008)提出了指数定律递减方法，该方法基于Arps指数递减法，较传统Arps方法更加适合致密气藏的历史产量分析及EUR计算，主要是因为该方法考虑了气井前后期不同的递减率，但该方法所需参数较多，参数获取起来很麻烦，且会造成分析结果的多解性，另外Ilk并没有给出气井EUR的直接计算公式，操作起来较复杂。2009年，Valko(Valko P P.Assigning valueto stimulation in the Barnett shale:a simultaneous analysis of 7000plusproduction histories and well completion records.SPE 119369,2009.)提出了延伸指数递减分析法(简称为SEPD法)，该方法也是基于Arps指数递减法，只不过加入了时间影响参数，相对于指数定律递减方法，该方法操作要简单的多，但该方法使用气井边界流之前的生产历史数据预测气井EUR时结果往往偏小，数据越少，误差越大。2010年，Duong(DuongA N.An unconventional rate decline approach for tight and fracture-dominatedgas well.CSUG/SPE137748,2010.)提出了裂缝型页岩气藏产量递减的一种经验分析方法(简称为Duong法)，该方法认为裂缝对气井产量做主要贡献，基岩对产量的贡献可以忽略不计，该方法被认为是目前经验方法中最好的方法，但该方法利用短期生产数据预测EUR时结果稍偏大。2011年，Clark等(Clark A J,Lake LW,Patzek T W.Production forecastingwith logistic growth models.SPE 144790,2011.)基于Logistic growth model提出了一种适用于页岩气藏的新的经验计算模型，该模型需提前试算最大可采储量及到达最大可采储量半值时的时间，并通过图版拟合历史生产数据选取双曲指数，操作繁琐，若用短期生产数据预测产量及EUR，会产生较大误差。

综合比较，上述适用于页岩气/致密气井的经验方法中，因为SEPD法、Duong法操作简单而得到了最为广泛的应用(虞绍永，姚军，非常规气藏工程方法[M]，石油工业出版社)，但两种方法使用短期生产数据预测气井日产量及EUR时，SEPD法预测的结果往往偏小，Duong法预测的结果往往偏大，但总体来说，Duong法预测结果要好于SEPD法(LeeJ.Estimating reserves in unconventional resources.SPE Web meeting on February23,2012)。因此，找到适用于页岩气/致密气井、简单可靠的、更加准确的预测日产量及可采储量的方法是油气藏工作者急需解决的技术难题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用来预测页岩气/致密气井可采储量的新方法，该方法相对于目前最常用的适用于页岩气/致密气井的SEPD法、Duong法来说，能更为简单的、更加准确的预测气井可采储量。

一种预测页岩气/致密气井可采储量的新方法，依次包括以下步骤：

步骤1：选取递减段的产量数据，并去掉离散的点；若产量数据存在上产期或稳产期，应首先求出上产期及稳产期的累计产量G_p1；

步骤2：作递减段的对数日产量ln(q)与对数时间的平方(lnt)²的关系曲线，并去掉离散的点，拟合该关系曲线将会得到如下所示的线性关系式：

y＝slope·x+intercept (1)

slope为该关系曲线的的斜率，intercept为该关系曲线的截距；

那么，可求得新方法中的递减段第一天日产气q₁及经验参数λ分别为：

q₁＝e^intercept (2)

λ＝-slope (3)

步骤3：将步骤2所求的递减段第一天日产气q₁及经验参数λ分别代入下式求递减段的日产量及累计产量：

对于存在上产期及稳产期的井，求取准确的累计产量时应先加上上产期及稳产期的累计产量G_p1，如下式所示：

步骤4：将气井经济极限生产时间代入公式(6)求取气井EUR(全称为estimatedultimate reserve，简称为EUR，即估算最终储量)。

步骤3中求取累计产量G_p时，因为误差函数erf()为奇函数，所以当经验参数λ较大时，应将公式(6)稍作变形求取累计产量，如下式所示：

本发明的有益效果：针对目前适用于页岩气/致密气井的最常用的两种经验评价方法SEPD法及Duong法的不足，提出了一种新的适用于页岩气/致密气井的经验评价方法，该方法能简单快速的预测页岩气/致密气井日产量、累计产量及可采储量，相对于SEPD法、Duong法来说，预测结果更加准确。

下面将结合附图做进一步的说明。

附图说明

图1为某页岩气田某口典型页岩气井A实际日产量与累计产量曲线图；

图2为新方法处理页岩气井A的对数日产量与对数时间的平方的关系曲线图；

图3为新方法拟合实际日产气与实际累计产气的曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此：

实施例1：

本发明根据裂缝型气藏—比如致密气藏、页岩气藏等需要进行压裂造缝后才能进行有效生产—的日产量与时间呈特定经验关系(Duong A N.An unconventional ratedecline approach for tight and fracture-dominated gas well.CSUG/SPE 137748,2010.)得来的，该特定经验关系公式如下：

上式中，n_f为裂缝时间参数；另外，发明人拟合四川盆地长宁—威远区块的大量页岩气井实例，得到裂缝时间参数n_f随时间变化的经验关系公式如下所示：

n_f＝λ·ln t (9)

利用公式(8)及公式(9)可以求得日产量q的计算公式(4)及累计产量G_p的计算公式(5)。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例以四川威远区块某口页岩气井A为例，将详细描述该方法预测页岩气/致密气井日产量及可采储量的具体操作步骤，依次如下：

步骤1：无论是否存在上产期或稳产期，直接选取气井递减段的产量数据进行处理，并去掉离散的点；另外，对于存在上产期或稳产期的产量数据，应首先求出上产期及稳产期的累计产量G_p1。如图1所示，直接选取页岩气井A递减段的产量数据，并求得上产期的累计产量G_p1为227.71万方；

步骤2：作递减段的对数日产量ln(q)与对数时间的平方(lnt)²的关系曲线，并去掉离散的点。如图2所示，页岩气井A递减段的对数日产量ln(q)与对数时间的平方(lnt)²的关系曲线几乎为一条直线，该直线公式为：

y＝-0.0475·x+3.1646

那么，可求得页岩气井A递减段的第一天日产气q₁及该井的经验参数λ分别为：

q₁＝e^3.1646＝23.68

λ＝0.0475

步骤3：将步骤2所求的页岩气井A递减段的第一天日产气q₁及该井的经验参数λ代入公式(3)，可以求得页岩气井A递减段的日产量计算公式为以该公式预测页岩气井A的日产量，拟合结果如图3左侧的主坐标日产量拟合曲线所示；将步骤2所求的页岩气井A递减段的第一天日产气q₁及该井的经验参数λ代入公式(6)，可以求得页岩气井A递减段的累计产量计算公式为G_p＝227.71+18592.6·[1-erf(2.294-0.218·ln(t))]，以该公式预测页岩气井A的累计产量，拟合结果如图3右侧的次坐标累计产量拟合曲线所示。

步骤4：将气井经济极限生产时间代入公式(6)求取气井EUR。假设页岩气井A的经济极限生产时间为30年，那么其EUR为：

EUR＝227.71+18592.6·[1-erf(2.294-0.218·ln(10950))]＝13361.6万方

本发明提供的这种新方法，能准确、快速的预测页岩气/致密气井日产量及可采储量。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例以四川威远区块5口页岩气井为例，对比了新方法、SEPD法、Duong法这三种方法计算这5口页岩气井30年的EUR结果，如下表所示：

上表中n、τ、q₀为SEPD法所需计算参数，q₀为实际生产数据递减段第一天的日产量；m、a、q_d为Duong法所需计算参数，q_d为Duong法第一天的日产量。

从上表可以看出，新方法只需要2个参数，而SEPD法、Duong法都需要3个参数，新方法计算起来更加方便；另外，将新方法、SEPD法、Duong法三种方法计算的EUR与油田推荐的参考EUR进行对比，会发现：Duong法计算EUR结果偏大，SEPD法计算EUR结果偏小，而新方法计算EUR结果处在两者之间，且更加接近于油田推荐的参考EUR。

综上所述，本发明弥补了目前最常用的两种适用于页岩气/致密气井的经验评价方法—SEPD法、Duong法—所存在的缺陷，大幅提高了气藏工作者用短期生产数据预测页岩气/致密气井日产量及EUR的准确程度，一定程度上解决了页岩气/致密气井压后可采储量预测的难题。大量的实例应用证明了新方法适用、操作简单，不需要地层参数、压裂参数、生产压力数据等，可节省大量人力、财力，具有较大的实用价值和经济价值。

以上描述仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种预测页岩气/致密气井可采储量的新方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取递减段的产量数据，并去掉离散的点；若产量数据存在上产期或稳产期，应首先求出上产期及稳产期的累计产量G_p1；

2)作递减段的对数日产量ln(q)与对数时间的平方(lnt)²的关系曲线，并去掉离散的点，拟合该关系曲线将会得到如下所示的线性关系式：

y＝slope·x+intercept (1)

slope为该关系曲线的的斜率，intercept为该关系曲线的截距；

那么，可求得新方法中的递减段第一天日产气q₁及新方法经验参数λ分别为：

q₁＝e^intercept (2)

λ＝-slope (3)

3)将步骤2所求的递减段第一天日产气q₁及新方法经验参数λ分别代入下式求递减段的日产量及累计产量：

对于存在上产期及稳产期的井，求取准确的累计产量时应先加上上产期及稳产期的累计产量G_p1，如下式所示：

4)将气井经济极限生产时间代入公式(6)求取气井EUR(EUR全称为estimatedultimate reserve，简称为EUR，即估算最终储量)。