页岩气藏水力压裂水平井的简单生产模型

摘要

构建简单的单井产能物理模型有助于评价页岩气的生产潜力.本文采用了最简单可行的物理模型,即以水力压裂的有效面积为底、以水平井长度为高的长方体空间上的一维压力扩散模型.提出了针对可能会吸附在岩石上的真实气体瞬态流的非线性初始边界值方程,并进行了数值求解.原则上,该问题的解决取决于几个参数,但实际上,对于给定气田,除需要确定每口井的合理生产时间和累积产量外,其余参数均可以采用典型值,从而提供了一个几乎可以通用的曲线.该曲线的特点为产量随时间平方根的倒数递减,直到水平井压力开始衰竭,随后产量呈指数递减.采用这个简单模型对美国最古老的页岩区带——Barnett页岩中8305口水平井的产气状况进行了描述,结果表明其精确度高得惊人.此外,该模型理论与2133口水平井在10年内其产量开始呈指数递减的事实存在较好的一致性.本文最终提供了生产时间和原始天然气地质储量的上下限.