CN114912281A - 一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法 - Google Patents

一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法 Download PDF

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孙爽
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Abstract

本发明涉及一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，涉及页岩气藏动用开采领域；基于CMG软件建立页岩气生产模型，使用IMEX模块求解，在不改变模型其他参数的基础上，评价水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、孔隙度和渗透率因素对页岩储层动用的影响规律。本发明能够通过软件模拟分析裂缝参数和页岩储层基本参数对页岩气动用程度的影响，有利于提高页岩气藏水平井分段压裂设计效率，为提高页岩气开发水平提供指导。

Description

一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法
技术领域
本发明涉及页岩气藏动用开采领域，具体涉及一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法。
背景技术
每个国家的经济发展都离不开能源供给，能源直接影响到人们的日常生活生产，加大力度发展天然气等清洁能源能有效补充我国对能源的需求。页岩气储量巨大，还具有多种优点，不仅是清洁能源，还有极大的开发潜力。如今，国内外通过水平井分段多簇压裂技术对页岩储层进行整体压裂，从而改善储层渗流能力，增大储层改造体积，增加页岩气产量。从中国对油气的勘探开发历程来看，中国对页岩气的开采也并不陌生。我国于2012年在长宁-威远设立了长宁-威远国家级页岩气生产示范区。在2016年，四川盆地的长宁-威远区块页岩气日产量达到700万立方米。页岩气有效动用关系到页岩气的动用机理、动用条件和动用程度，当驱替压力梯度大于启动压力梯度时，页岩气流动增加，此时，页岩气被有效开发。因此，对页岩储层的动用规律进行研究具有重要的意义。
页岩气动用规律是页岩气藏开发效果评价的核心，明确页岩气动用规律是发展页岩气科学开发技术的重要依据。常规气藏动用规律的研究主要通过常规实验方法、储层地质精细描述以及生产动态分析方法等。对于低渗储层的页岩气藏，其孔隙结构更为复杂，急需创新页岩气动用规律评价方法，为科学开发页岩气藏打下良好基础。页岩气藏的特征，主要有微纳米孔隙发育、低孔超低渗、赋存方式多样、比表面积大、传质机理复杂、传导距离小六个特点。在页岩储层压裂改造过程中，施工参数和基质水平对页岩气开发影响不同。影响动用规律关键因素主要有地质力学特征、微纳米尺度储集层评价、非常规渗流规律、体积压裂缝网、网格划井网开发优化、甜点区/段预测、快速钻井和生产制度优化与产能评价八个方面。本发明主要针对产能评价对页岩气动用规律展开研究。本发明能够有效分析水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率因素对页岩储层动用的影响规律，从而为提高页岩气藏开发水平提供理论指导。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种新的页岩储层动用规律评价方法，本发明提出一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，通过不同裂缝参数及页岩储层基本参数对页岩气产量的影响情况，评价水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、孔隙度和渗透率因素对页岩储层动用的影响规律。
本发明采用的技术方案为：
一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，包括以下步骤：
S1：获取页岩气藏开发资料，包括：目标区块储层构造参数、储层物性参数和实际工况参数；
S2：使用CMG软件Builder组件创建页岩气藏模拟模型；
S3：分别修改水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率参数，满足目标区块页岩储层水平井分段多簇压裂的实际工况条件；
S4：通过IMEX运行模型，输出结果文件，通过分析页岩气藏的产气量，得到水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率参数对页岩气动用规律的影响。
所述S1中：所述储层构造参数包括埋深数据；
所述储层物性参数包括地层压力、渗透率、孔隙度及页岩密度；
所述实际工况参数包括水平井分段多簇压裂页岩储层时选择的水平井长度、水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度。
所述S2的具体过程为：
S2.1：创建页岩气藏模拟模型，按实际需求划分网格尺寸；
S2.2：对模型赋予页岩储层的埋深数据、孔隙度、渗透率、页岩密度参数；
S2.3：对模型赋予相对渗透率数据，设定气相吸附数据，创建页岩气为初始流体；
S2.4：依据实际工况参数设定水平井位置及水平井参数。
所述设定水平井参数包括：设定水平井为生产井类型，建立水力压裂平面裂缝，设定水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度参数数据。
本发明的有益技术效果：本发明提出的基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，提供一种新的页岩储层动用规律评价方法，使用该方法可以根据页岩气产量评价水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率因素对页岩储层动用的影响规律。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法流程图；
图2为本发明实施例提供的不同水力裂缝簇数的产气量图；
图3为本发明实施例提供的不同水力裂缝簇间距的产气量图；
图4为本发明实施例提供的不同水力裂缝长度的产气量图；
图5为本发明实施例提供的不同水力裂缝高度的产气量图；
图6为本发明实施例提供的不同压裂段数的产气量图；
图7为本发明实施例提供的不同段间距的产气量图；
图8为本发明实施例提供的不同水平井长度的产气量图；
图9为本发明实施例提供的不同渗透率的产气量图；
图10为本发明实施例提供的不同孔隙度的产气量图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明实施作进一步说明；
本实施例提供一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，评价水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率因素对页岩储层动用的影响规律，如图1所示，包括以下步骤：
S1：获取页岩气藏开发资料，包括：目标区块储层构造参数、储层物性参数和实际工况参数；
所述储层构造参数包括埋深数据；
所述储层物性参数包括地层压力、渗透率、孔隙度及页岩密度；
所述实际工况参数包括水平井分段多簇压裂页岩储层时选择的水平井长度、水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度；
本实施例中，目标区块储层构造参数：储层埋深为1800m；储层物性参数：地层压力为19.8MPa，页岩密度为2670kg/m3，渗透率范围为0.0001mD～0.001mD，页岩孔隙度范围为4.5％～6％；实际工况参数：水平井长度为1200米～2000米、水力裂缝簇数为4簇～6簇、簇间距为10米～20米、压裂段数5段～9段、段间距为40米～120米、水力裂缝高度为10米～20米、水力裂缝长度为50米～130米；
S2：使用CMG软件Builder组件创建页岩气藏模拟模型，包括以下步骤：
S2.1：创建页岩气藏模拟模型，按实际需求划分网格尺寸；
本实施例中，使用CMG软件Builder组件创建页岩气藏描述数据，设定页岩气藏尺寸为2500m×750m×50m，划分网格为横向500个、纵向150个，垂直方向划分网格数为10层，模型的上下均为不渗透边界；
S2.2：对模型赋予页岩储层的埋深数据、孔隙度、渗透率、页岩密度参数；
本实施例中，页岩储层埋深为1800m，孔隙度为6％，渗透率为0.001mD，页岩密度为2670kg/m3；
S2.3：对模型赋予相对渗透率数据，设定气相吸附数据，创建页岩气为初始流体；
S2.4：依据实际工况参数设定水平井位置及水平井参数；
所述设定水平井参数包括：设定水平井为生产井类型，建立水力压裂平面裂缝，设定水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度参数数据；
本实施例中，创建井为水平井，水平井位于模型中心位置，水平井长度为1600米，并定义为生产井类型；建立水力压裂平面裂缝，定义水力裂缝簇数为5簇、簇间距为15米、压裂段数为7段、段间距为60米、水力裂缝高度为10米、水力裂缝长度为90米；
S3：分别修改水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率参数，满足目标区块页岩储层水平井分段多簇压裂的实际工况条件；
本实施例中，水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率九个参数满足研究区块页岩储层水平井分段多簇压裂的实际工况条件；
本实施例中，水力裂缝簇数分别为4簇、5簇、6簇；簇间距分别为10米、15米、20米；压裂段数分别为5段、7段、9段；段间距分别为：40米、60米、80米、100米、120米；裂缝高度分别为10米、15米、20米、裂缝长度分别为50米、70米、90米、110米、130米、150米；水平井长度分别为1200米、1400米、1600米、1800米、2000米，渗透率分别为0.0001mD、0.001mD；孔隙度分别为0.0045、0.05、0.055、0.06；采取控制变量法分别分析每个参数对页岩气动用规律的影响；
S4：通过IMEX运行模型，输出结果文件，通过分析页岩气藏的产气量，得到水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率参数对页岩气动用规律的影响；
本实施例中，通过IMEX运行模型，输出结果文件，通过分析不同参数下页岩气产量的变化评价裂缝参数及储层参数对页岩气动用规律的影响。
通过实例分析，根据本实例输入参数，随着生产时间的推移，产量变化趋势基本相同，说明页岩气产量的增加时稳定的，并未出现储层资源不足的情况，表现出良好的开采条件；随着水力裂缝簇数的增加，开采初期累计产气量增长最快，如图2所示；随水力裂缝簇间距的变化可以看出，产气量随着簇间距增大的趋势十分明显，初期产量增长较快，但后期开发产气量衰减明显，说明适当的增大裂缝簇间距，可以有效地加大页岩储层水力压裂改造体积，如图3所示；随着水力裂缝长度的增加，页岩气总产量增长越来越缓慢，当裂缝长度由50m增大到90m时，产气量由1.35×107m3增加到2.8×107m3，页岩气产量增加幅度为107％，说明增加裂缝长度对页岩气有效开发具有明显作用；但当水力裂缝长度大于90m后，页岩气产量几乎不再增加，如图4所示；裂缝高度的增大有利于产气量的增加，如图5所示；页岩气产量随着压裂段数的增加而迅速增大，压裂段数增加，使水平井段的水力裂缝条数增加，从而增大页岩储层的改造体积，增加页岩储层的改造程度，如图6所示；页岩气产量随段间距增大而增大的趋势逐渐减小，如图7所示；水平井长度由1200m增大到2000m时，页岩储层累计产气量从2.46×107m3增加到2.8×107m3，增加幅度为13.8％，如图8所示；渗透率对最终产气量影响较大，从页岩储层力学性质分析，渗透率反映的是页岩储层中裂缝和孔隙向水力裂缝供液的能力，如图9所示；孔隙度对最终产气量的影响不大，是因为页岩储层包含较多的天然微裂缝以及人工水力裂缝，特别是天然裂缝的存在降低了孔隙度对页岩产气量及动用规律的影响，如图10所示。
本发明所提供的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，通过水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率因素下可采储量评估计算，可获得各个因素对页岩气动用规律的影响；本方法操作简便，在页岩气藏高效开发中具有重要应用价值，对于页岩气藏开发时对施工参数的正确选择有重要启发。

Claims (6)

1.一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：获取页岩气藏开发资料，包括：目标区块储层构造参数、储层物性参数和实际工况参数；
S2：使用CMG软件Builder组件创建页岩气藏模拟模型；
S3：分别修改水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率参数，满足目标区块页岩储层水平井分段多簇压裂的实际工况条件；
S4：通过IMEX运行模型，输出结果文件，通过分析页岩气藏的产气量，得到水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度、页岩孔隙度和页岩渗透率参数对页岩气动用规律的影响。
2.根据权利要求1所述的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，其特征在于：
所述储层构造参数包括埋深数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，其特征在于：
所述储层物性参数包括地层压力、渗透率、孔隙度及页岩密度。
4.根据权利要求1所述的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，其特征在于：
实际工况参数包括水平井分段多簇压裂页岩储层时选择的水平井长度、水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度。
5.根据权利要求1所述的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，其特征在于：所述S2的具体过程为：
S2.1：创建页岩气藏模拟模型，按实际需求划分网格尺寸；
S2.2：对模型赋予页岩储层的埋深数据、孔隙度、渗透率、页岩密度参数；
S2.3：对模型赋予相对渗透率数据，设定气相吸附数据，创建页岩气为初始流体；
S2.4：依据实际工况参数设定水平井位置及水平井参数。
6.根据权利要求1所述的一种基于页岩气动用规律影响因素的评价方法，其特征在于：所述设定水平井参数包括：设定水平井为生产井类型，建立水力压裂平面裂缝，设定水力裂缝簇数、簇间距、压裂段数、段间距、水力裂缝高度、水力裂缝长度、水平井长度参数数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116201540A (zh) * 2023-03-27 2023-06-02 西南石油大学 一种页岩气储层水力压裂的压裂缝评价方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116201540A (zh) * 2023-03-27 2023-06-02 西南石油大学 一种页岩气储层水力压裂的压裂缝评价方法

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