页岩气藏压裂井产能评价及分析

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2019.11.17.01

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 41 ›› Issue (6): 132-138.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.11.17.01

页岩气藏压裂井产能评价及分析

胡德高¹, 郭肖², 郑爱维³, 舒志国³, 张柏桥¹

1. 中国石化江汉油田分公司, 湖北潜江 433124;
2. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学, 四川成都 610500;
3. 中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院, 湖北武汉 430223

收稿日期:2019-11-17 出版日期:2019-12-10 发布日期:2019-12-10
通讯作者: 胡德高,E-mail:304381508@qq.com
作者简介:胡德高,1966年生,男,汉族,湖北天门人,教授级高级工程师,硕士,主要从事油气田开发理论研究与管理工作。E-mail:304381508@qq.com;郭肖,1972年生,男,汉族,陕西咸阳人,教授,博士生导师,主要从事非常规油气藏(酸性气藏、低渗透油气藏、凝析气藏、页岩气藏、裂缝性油气藏)开发渗流实验、渗流理论、数值模拟与应用技术研究。E-mail:750443669@qq.com;郑爱维,1984年生,男,汉族,湖北孝感人,副研究员,博士,主要从事页岩气气藏工程研究工作。E-mail:yjyzhawjhyt@sinopec.com;舒志国,1966年生,男,汉族,湖南桃源人,教授级高级工程师,博士,主要从事沉积储层和油气地质综合研究。E-mail:hxpphl@sohu.com;张柏桥,1963年生,男,汉族,湖北孝感人,教授级高级工程师,博士,主要从事页岩气开发研究工作。E-mail:zgfaini@126.com
基金资助:
国家科技重大专项（2016ZX05060）；四川省科技计划重点研发项目（2018JZ0079）；中国石化“十条龙”重大科技攻关项目（P18052）

Productivity Evaluation of Fractured Wells in Shale Gas Reservoirs

HU Degao¹, GUO Xiao², ZHENG Aiwei³, SHU Zhiguo³, ZHANG Baiqiao¹

1. Jianghan Oilfield Company, SINOPEC, Qianjiang, Hubei 433124, China;
2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
3. Exploration and Development Research Institute, Jianghan Oilfield Company, SINOPEC, Wuhan, Hubei 430223, China

Received:2019-11-17 Online:2019-12-10 Published:2019-12-10

摘要/Abstract

摘要： 页岩气储存在自生自储的纳米级孔隙中，压裂成为页岩气开发的重要技术。在考虑了多尺度非达西渗流机理的基础上，建立了多种流态多尺度渗流模型，求出考虑有限裂缝流动的页岩气藏压裂井稳态产能方程，在该模型中充分考虑了孔隙尺寸对Knudsen扩散系数的影响，并探索了滑脱现象、Knudsen扩散系数D_K、渗透率K、裂缝半长L_f、裂缝穿透比L_f/R_e与裂缝流动能力K_f·W_f对压裂井产能的影响规律。研究结果表明，渗透率修正因子ξ对产能的影响较大，以多尺度渗流模型确定的页岩气压裂井产能与实际生产数据非常稳合。当井底流压<15 MPa时，滑脱效应对压裂井产能的影响开始增强，并且随着滑脱因子增加，压裂井的产能随之增加；岩芯渗透率越低，Knudsen扩散系数D_K和滑脱效应对产能影响越大。

关键词: 页岩气, 流动多尺度, Knudsen扩散系数, 渗透率修正因子, 压裂井

Abstract: Shale reservoir has nano-pores structure with self-generation and self-storage, so fracturing has become an important technology for shale gas exploitation. Based on the multi-scale non Darcy flow model, a multi-scale flow model is established to simulate various flow states including continuous flow, transition flow, slippage flow and free molecular flow. The steady-state production equation of fractured well with finite conductivity fracture is obtained. In this model, the influence of pore size on Knudsen coefficient is fully considered. The IPR curve of fractured well is obtained, and the effects of fracture half length, Knudsen diffusion coefficient, shale permeability, slippage factor, fracture penetration ratio and fracture conductivity on the production of fractured well are explored. The results show that the permeability correction coefficient has a great influence on productivity, and the productivity of fracturing well determined by multi-scale seepage model is very consistent with the actual production data. When the flow pressure in the bottom hole is less than 15 MPa, the slippage effect on production begins to increase in the fracturing well, and with the increase of slippage factor, the fracturing well production increases. The lower the permeability of shale gas reservoir, the greater Knudsen diffusion coefficient D_K and slippage effect on production.

Key words: shale gas, multi-scale flow, Knudsen diffusion coefficient, permeability correction coefficient, fracturing well

中图分类号:

TE312

胡德高, 郭肖, 郑爱维, 舒志国, 张柏桥. 页岩气藏压裂井产能评价及分析[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 132-138.

HU Degao, GUO Xiao, ZHENG Aiwei, SHU Zhiguo, ZHANG Baiqiao. Productivity Evaluation of Fractured Wells in Shale Gas Reservoirs[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 132-138.

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参考文献

[1] LI Linkai, JIANG Hanqiao, LI Junjian, et al. An analysis of stochastic discrete fracture networks on shale gas recovery[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2018, 167:78-87. doi:10.1016/j.petrol.2018.04.007
[2] 黄婷. 基于多尺度流动机理的页岩气藏压裂井渗流理论研究[D]. 成都:西南石油大学, 2016. HUANG Ting. Research on seepage theory of fractured wells in shale gas reservoir based on multi-scale flow mechanisms[D]. Chengdu:Southwest Petroleum University, 2016.
[3] SPIVEY J P, SEMMELBECK M E. Forecasting long-term gas production of dewatered coal seams and fractured gas shales[C]. SPE 29580-MS, 1995. doi:10.2118/29580-MS
[4] KAZEMI H. Pressure transient analysis of naturally fractured reservoirs with uniform fracture distributions[J]. SPE Journal, 1969, 9(4):451-462. doi:10.2118/2156-A
[5] 蒋廷学,单文文,杨艳丽. 垂直裂缝井稳态产能的计算[J]. 石油勘探与开发, 2001, 28(2):61-63. doi:10.3321/j.issn:1000-0747.2001.02.018 JIANG Tingxue, SHAN Wenwen, YANG Yanli. The calculatoin of stable production capability of vetically fractured well[J]. Petroleum Exploration and Development, 2001, 28(2):61-63. doi:10.3321/j.issn:1000-0747.2001.-02.018
[6] 汪永利,蒋廷学,曾斌. 气井压裂后稳态产能的计算[J]. 石油学报, 2003, 24(4):65-68. doi:10.3321/j.issn:0253-2697.2003.04.015 WANG Yongli, JIANG Tingxue, ZENG Bin. Productivity performances of hydraulically fractured gas well[J]. Acta Petrolei Sinica, 2003, 24(4):65-68. doi:10.3321/j.issn:0253-2697.2003.04.015
[7] 段永刚,李建秋. 页岩气无限导流压裂井压力动态分析[J]. 天然气工业,2010,30(3):26-29. doi:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.10.006 DUAN Yonggang, LI Jianqiu. Transient pressure analysis of infinite conductivity fractured wells for shale gas[J]. Natural Gas Industry, 2010, 30(3):26-29. doi:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.10.006
[8] 段永刚,魏明强,李建秋,等. 页岩气藏渗流机理及压裂井产能评价[J]. 重庆大学学报, 2011, 34(4):62-66. DUAN Yonggang, WEI Mingqiang, LI Jianqiu, et al. Shale gas seepage mechanism and fractured wells' production evaluation[J]. Journal of Chongqing University, 2011, 34(4):62-66.
[9] 王坤,张烈辉,陈飞飞. 页岩气藏中两条互相垂直裂缝井产能分析[J]. 特种油气藏, 2012, 19(4):130-133. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2012.04.033 WANG Kun, ZHANG Liehui, CHEN Feifei. Productivity analysis for wells in shale gas reservoir with orthogonal fractures[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2012, 19(4):130-133. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2012.04.033
[10] DENG Jia, ZHU Weiyao, MA Qian. A new seepage model for shale gas reservoir and productivity analysis of fractured well[J]. Fuel, 2014, 124:232-240. doi:10.1016/j.fuel.2014.02.001
[11] BESKOK A, KARNIADAKIS G E, TRIMMER W. Rarefaction and compressibility effects in gas microflows[J]. Journal of Fluids Engineering, 1996, 118(3):448-456.
[12] BESKOK A, KARNIADAKIS G E. A model for flows in channels, pipes, and ducts atmicro and nano scales[J]. Microscale Thermophysical Engineering, 1999, 3(1):43-77. doi:10.1080/108939599199864
[13] GUGGENHEIM E A. Elements of the kinetic theory of gases[M]. Oxford:Pergamon Press, 1960.
[14] JAVADPOUR F, FISHER D, UNSWORTH M. Nanoscale gas flow in shale gas sediments[J]. J. Can. Petroleum Technol, 2007, 46(10):55-61.
[15] KNUDSEN M. The law of the molecular flow and viscosity of gases moving through tubes[J]. Annals of Physics, 1909, 28(1):75-130.
[16] ROY S, RAJU R, CRUDEN B A, et al. Modeling gas flow through microchannels and nanopores[J]. Journal of Applied Physics, 2003, 93(8):4870-4879. doi:10.1063/1.-1559936

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[1]	乐宏, 杨兆中, 范宇. 宁209井区裂缝控藏体积压裂技术研究与应用[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(5): 86-98.
[2]	梁洪彬, 张烈辉, 陈满, 赵玉龙, 向祖平. 快速评价页岩含气量的新方法[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(2): 110-117.
[3]	范宇, 钟成旭, 牟乃渠, 金鑫, 吴鹏程. 一种生物合成基钻井液在长宁气田的应用[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(1): 133-139.
[4]	张烈辉, 崔乾晨, 谢军, 郑健, 李成勇. 页岩气藏压裂水平井线性耦合渗流模型研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 1-12.
[5]	郭肖, 杨开睿, 杨宇睿, 贾昊卫. 孔隙网络模拟渗流速度对页岩气开采的影响[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 19-27.
[6]	程小伟, 张高寅, 马志超, 李斌, 辜涛. 页岩气水平井油井水泥的原位增韧技术研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 68-74.
[7]	杨兆中, 李扬, 李小刚, 李成勇. 页岩气水平井重复压裂关键技术进展及启示[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 75-86.
[8]	李勇明, 骆昂, 吴磊, 伊向艺. 考虑应力敏感和水力裂缝方位角的页岩产能模型[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 117-123.
[9]	赵玉龙, 梁洪彬, 井翠, 商绍芬, 李成勇. 页岩气井EUR快速评价新方法[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 124-131.
[10]	方全堂, 李政澜, 段永刚, 魏明强, 张羽翼. 考虑次生裂缝的页岩气藏有限导流缝网模型[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 139-145.
[11]	曾德智, 喻智明, 何奇垚, 刘乔平, 施太和. 页岩气井环空带压安全风险定量评价方法研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 146-154.
[12]	张智, 丁剑, 赵苑瑾, 邓虎, 卢齐. 页岩气井环空带压临界控制值计算方法[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 155-164.
[13]	付建红, 苏昱, 姜伟, 钟成旭, 李郑涛. 深层页岩气水平井井筒瞬态温度场研究与应用[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 165-173.
[14]	曹海涛, 关小旭, 李晓平, 赵勇, 余小群. 页岩自支撑裂缝导流能力预测方法研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(5): 134-141.
[15]	赵军, 刘凯, 杨林, 何羽飞. 页岩超临界态吸附气量计算模型[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(5): 127-133.