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页岩气水平井分段压裂产能分析研究

郭文  
【摘要】:页岩气藏具有孔隙度极小、渗透率极低、埋藏深度一般较深,物性较差等特点,因此页岩气藏必须经过水力压裂才能获得较高的产能。水平井辅以分段压裂措施开发页岩气已成为世界趋势,但由于页岩气在储层中存在解吸、扩散和渗流相互作用,且具有独特的渗流特性,其产能分析较为复杂。本文调研了页岩气的基本特征及页岩气井产能分析的研究进展,介绍了页岩气藏的储层特征和性质,页岩气的储集以及运移产出机理,针对页岩气藏中吸附气与游离气共存的储集方式,基于双重介质模型建立了考虑吸附解吸作用的页岩气藏不稳定渗流数学模型,利用Laplace变换计算页岩气藏的点源解,通过势的叠加原理得到定产量生产时分段压裂改造后的井底压力解,结果表明在页岩气开采中吸附解吸气量所占比例较大,且考虑吸附解吸后,定产量生产所需压差小,压力波传播到边界时间晚,压力导数曲线凹槽更加明显,同时定井底流压生产时压裂水平井产量更大,稳产时间更长;Langmuir吸附体积越大,压力波传播越慢,所需压差越小,压力导数曲线凹槽越深,Langmuir吸附压力须结合地层压力共同进行分析。同时依据文献中分析的四川威远—长宁地区下志留统龙马溪组页岩气藏特征,建立页岩气藏和压裂带的组合模型,推导了考虑等温吸附、Knudsen扩散以及滑脱效应多种渗流机制共同作用下的气藏气体渗流模型,对于压裂带,通过源汇反映原理,推导了考虑缝间干扰时的水平井压裂带气体渗流模型,得到了页岩气藏压裂水平井的产能预测模型,并对该区进行了模拟计算,得到了该区水平井裂缝优化参数。最后从地质物性方面与开发方面分析总结了页岩气井产能影响因素,再者运用正交试验法,选取四个因素进行25组正交试验,极差计算表明,基质渗透率与裂缝半长权重较大,裂缝间距与吸附比权重较小,与美国A.Kalantari-Dahaghi做对影响页岩气生产状况的敏感参数分析表中的影响次序相吻合,验证了产能预测模型的可靠性,对页岩气的开发具有一定的指导意义。


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