考虑拟双孔介质中Fick扩散的两相试井分析方法

    技术2025-07-22  17


    本发明涉及页岩气井试井分析领域,尤其涉及一种考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法。


    背景技术:

    1、由于页岩气储层致密特低渗的特点,在实际开发中,页岩气井要获得经济产能通常需要进行储层压裂改造形成水力裂缝,而页岩气储层具有特低孔、多尺度的特点,基质孔隙大小从几到几百纳米,这使得页岩气在储层中存在达西流动、滑脱效应、扩散等各种运移方式,页岩气井储层渗流机理十分复杂。

    2、实际开发中,页岩气井多为压裂返排液和页岩气同时产出,由于储层中压裂液的存在,使储层中流体的流动为气液两相流动,而目前关于页岩气井试井分析的多数研究仅考虑页岩气井储层中单相不稳定流动,未考虑储层中压裂液流动造成的影响,使试井解释结果的精度不足。如申请号为202110386841.0的专利申请《基于深度学习的页岩储层试井智能解释分析方法及装置》,建立了页岩气藏气井试井的物理模型,但是模型只考虑单相气体流动,未考虑储层中压裂液流动造成的影响。


    技术实现思路

    1、鉴于以上所述现有技术的不足,本发明的目的在于:提供一种考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,解决目前拟双孔介质页岩储层中考虑页岩气fick扩散的试井分析中未考虑气液两相流动导致试井解释结果精度不足的问题。

    2、为实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

    3、考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其包括以下步骤:

    4、s1:建立试井分析用的页岩气储层微观物理模型,其中,所述页岩气储层微观物理模型的假设条件包括:页岩气储层为由基质系统和裂缝系统组成的拟双孔介质,在基质系统中存在页岩气单相流动,在裂缝系统中存在气液两相流动,且页岩气从基质表面解吸后以fick扩散的方式运移到裂缝系统中;

    5、s2:根据所述页岩气储层微观物理模型,分别建立裂缝系统两相流动方程和基质系统单相流动方程;其中,所述裂缝系统两相流动方程为:

    6、

    7、

    8、以及,所述基质系统单相流动方程为:

    9、

    10、若fick扩散为fick稳态扩散,则浓度随时间的变化率为:

    11、

    12、若fick扩散为fick非稳态扩散,则浓度随时间的变化率为:

    13、其中,ρg为气体的密度;ρw为水的密度;kfr为r方向裂缝渗透率分量,kfrg为r方向裂缝气相相对渗透率分量,kfrw为r方向裂缝水相相对渗透率分量;pf为裂缝压力;μg为气体的黏度,μw为水的黏度;φf为裂缝系统孔隙度;sg为裂缝中含气饱和度,sw为含水饱和度;cm为基质中气体浓度,df为fick扩散系数,rm为球形基质体的半径,ce(pf)为基质岩块与微裂缝系统交界处的气体浓度,rm为基质岩块的径向坐标;

    14、s3:联袂所述裂缝系统两相流动方程和所述基质系统单相流动方程,得到两相无因次拟压力差微观流动方程;

    15、s4:根据所述两相无因次拟压力差微观流动方程,并结合圆形页岩气储层的外边界情形,得到圆形页岩气储层中两相无因次拟压力的点源解;

    16、s5:根据圆形页岩气储层中两相无因次拟压力的连续点源解,并结合页岩气井的宏观物理模型,得到拉氏空间下的页岩气井井底压力解;

    17、s6:将拉氏空间下的页岩气井井底压力解反演到实空间中,计算出页岩气井井底两相拟压力差及拟压力导数与时间的双对数特征曲线而得到特征曲线图版;

    18、s7:根据基于井底实测数据而生成的特征曲线,调整所述特征曲线图版的敏感性参数,并将所述特征曲线图版与所述特征曲线拟合时对应的敏感性参数作为试井分析结果。

    19、因此,本发明通过上述方案能够在拟双孔介质页岩储层中考虑页岩气fick扩散的微观物理模型中,实现考虑裂缝系统中存在的气液两相流动的试井解释,从而提高了试井解释结果的精度。



    技术特征:

    1.考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,步骤s3还包括以下步骤:

    3.如权利要求2所述的考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,步骤s4还包括以下步骤:

    4.如权利要求3所述的考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,步骤s5还包括:

    5.如权利要求3所述的考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,步骤s5还包括:

    6.如权利要求1所述的考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,步骤s6中,采用stehfest数值反演方法将在拉氏空间下的页岩气井井底压力解反演到实空间中。

    7.如权利要求1~6任一项所述的考虑拟双孔介质中fick扩散的两相试井分析方法,其特征在于,所述敏感性参数包括:地层压力、基质的渗透率、基质裂缝质量窜流系数、质量扩散系数、无因次裂缝半长、裂缝无因次质量弹性储容比和基质无因次质量弹性储容比。


    技术总结
    本发明公开了一种考虑拟双孔介质中Fick扩散的两相试井分析方法,该方法:在考虑拟双孔介质中存在Fick扩散的微观物理模型中进一步考虑裂缝系统中存在的气液两相流动,而建立相应的裂缝系统两相流动方程和基质系统单相流动方程,并利用所建立的裂缝系统两相流动方程和基质系统单相流动方程,求解得到页岩气井井底两相拟压力差及拟压力导数与时间的双对数特征曲线图版;最后,将特征曲线图版与基于井底实测数据而生成的特征曲线拟合时对应的敏感性参数作为试井解释结果。因此,本发明能够在考虑拟双孔介质中Fick扩散的微观物理模型中,实现考虑裂缝系统中存在的气液两相流动的试井解释,提高了试井解释结果的精度。

    技术研发人员:肖衡,王杨,陈掌星,赵玉龙,谭晓华,李晓平,孟展
    受保护的技术使用者:西南石油大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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