一种页岩气井控制储量计算方法

摘要

本发明公开了一种页岩气井控制储量计算方法，所述方法针对页岩气藏低孔、低渗的特性，在获取地层压力时，关井压力恢复速度缓慢，影响生产，造成现有页岩气藏单井储量计算方法难以应用的缺点。提出了采用物质平衡方程，先假设单井控制储量，利用单井生产数据来计算地层压力的思路，可以在不关井的情况下求取地层压力。然后采用流动物质平衡方程，利用计算得到的地层压力、单井生产数据，回归得到单井的控制储量。最后比较假设储量值和计算储量值的大小，如果满足误差限，即可得到页岩气藏单井控制储量和地层压力值。此外，本发明还建立了自动计算数学模型，将上述试算过程转换为自动计算，减少工作量，降低操作难度，提高储量计算的工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及页岩气井控制储量评级领域，具体为一种页岩气井控制储量计算方法。

背景技术

目前，国内外常用的页岩气藏储量计算方法有物质平衡法、不稳定试井法等，这些方法都需要平均地层压力这个重要的参数。但是页岩气藏这种低孔、低渗的气藏，关井压力恢复缓慢，需要长时间的关井才能获取这些参数。这就导致这些方法的应用非常受限制，给现场应用带来诸多不便，因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明提供一种新的页岩气井储量控制方法，使用生产动态数据，即可计算单井控制储量，无需关井测压，提高方法的实用性。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本发明提供了一种页岩气井控制储量计算方法，包括如下内容：

S1、获取单井的基本数据，包括静态数据：束缚水饱和度、兰格缪尔体积、兰格缪尔压力、孔隙度、页岩密度、气藏原始温度、气藏原始压力；相态数据：压力与压缩因子，压力与气体粘度；生产数据：日产气、累产气、井底流压。

S2、假设单井控制储量，利用物质平衡方程，计算平均地层压力；

物质平衡方程为：

式中：p为地层压力，MPa；Z

S3、根据步骤S2中计算的平均地层压力，利用流动物质平衡方程、气井生产数据，拟合回归计算单井控制储量；

流动物质平衡方程为：

式中：μ为气体粘度，mPa·s；m(p)为拟压力，MPa

S4、根据步骤S2中假设的单井控制储量和步骤S3中计算的单井控制储量的函数关系，建立相对误差模型；

相对误差模型为：

lb≤x≤ub (10)

式中：lb为单井控制储量下限，默认为当前累产量，10

S5、对步骤S4中的相对误差模型采用二分查找法，计算合理的单井控制储量G。

对相对误差模型的二分查找法计算，包括如下步骤：

(1)分别计算f(lb)、f(ub)与

(2)判断

(3)判断(ub-lb)或者

相较于现有技术，本发明提供的页岩气井控制储量计算方法不需要进行关井测压，在不影响气井生产计划的情况下，只需要通过对气井现有的生产数据进行分析，即可得到单井控制储量和平均地层压力；同时，本发明提供的控制储量自动计算方法大大的减少了储量计算的工作量，实现储量计算的自动化。

附图说明

图1为本发明提供的页岩气井储量计算的流程图。

图2为本发明提供的自动计算数学模型的结果图。

图3为本发明提供的自动计算流程图。

图4为本发明实施例中X1井的生产动态图。

图5为本发明实施例中X1井的页岩气井储量计算拟合图。

具体实施方式

本发明提供一种页岩气井控制储量计算方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明实施例提供的页岩气井控制储量计算方法，包括如下步骤：

S1、获取单井的基本数据，包括静态数据：束缚水饱和度、兰格缪尔体积、兰格缪尔压力、孔隙度、页岩密度、气藏原始温度、气藏原始压力；相态数据：压力与压缩因子，压力与气体粘度；生产数据：日产气、累产气、井底流压；

具体来说：

①采用回归分析方法，利用压力与压缩因子之间的数据，分析得到压力p与压缩因子Z之间的关系式，Z＝f(p)；

②采用回归分析方法，利用压力与气体粘度之间的数据，分析得到压力p与气体粘度μ之间的关系式，μ＝g(p)；

S2、假设单井控制储量，利用物质平衡方程，计算平均地层压力；

具体来说：

式中：p为地层压力，MPa；Z

S3、根据步骤S2中计算的平均地层压力，利用流动物质平衡方程，气井生产数据，拟合回归计算单井控制储量；

具体来说：

Z＝f(p) (8)

μ＝g(p) (9)

式中：μ为气体粘度，mPa·s；m(p)为拟压力，MPa

分别以

S4、根据步骤S2中假设的单井控制储量和步骤S3中计算的单井控制储量的函数关系，建立相对误差模型；

具体来说：

定义假设的单井控制储量为x，根据生产数据计算得到的单井控制储量为y，由式(1)、(3)和式(10)可知y＝g(x)。

现建立相对误差模型如下：

lb≤x≤ub (12)

式中：lb为单井控制储量下限，默认为当前累产量，10

经过大量的实验分析，可得图2，根据图2可得经验结论：f(lb)与f(ub)异号，且f(x)在lb和ub之间必有零点，此零点即为合理的单井控制储量G。

S5、对步骤S4中的相对误差模型采用二分查找法，计算合理的单井控制储量G。计算流程如图3所示；

具体来说：

(1)分别计算f(lb)、f(ub)与

(2)判断

(3)判断(ub-lb)或者

在具体应用时，收集某页岩气井的静态数据：束缚水饱和度、兰格缪尔体积、兰格缪尔压力、孔隙度、页岩密度、气藏原始温度、气藏原始压力；相态数据：压力与压缩因子，压力与气体粘度；生产动态数据：日产气、累产气、井底流压；生产动态数据如图4所示。

采用本发明提供的页岩气井储量计算方法，可得页岩气井储量计算拟合图，如图5所示，由图可知，本发明提供的方法的拟合程度高，相关系数达到0.99。

采用本发明提供的自动计算方法，可得页岩气井储量计算的迭代过程，如表1所示，本发明提供的自动计算方法，计算速度快，只需要迭代13次，耗时29.36秒，相对误差就可以达到0.003691407％的精度。

表1 X1井单井控制储量计算结果

综上所述，本实施例采用的页岩气井控制储量计算方法，不仅可以获得很高的精度，同时也可以获得很快的计算速度，大大的提高了工作效率，解决了储量计算过程中需要关井回压，影响气井生产的问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。