页岩气藏多段压裂水平井压力传播距离计算方法及设备

摘要

本发明实施例提供一种页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法，属于气藏开发领域。方法包括：获取页岩气藏基本参数，再依次计算页岩气藏原始综合压缩系数、改造区内缝间线性流压力传播最长时间、改造区内缝间线性流压力传播距离、缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间、缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离、远井地带拟径向流压力探测半径、改造区外水平井延伸方向的压力传播距离和拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离。方法能考虑不同流动阶段流型的变化，所需要的参数少且容易获取，且适用于所有特性的页岩气储层，只需要利用公式以及相关参数的取值进行计算，简单易操作。

说明书

技术领域

本发明涉及气藏开发技术领域，具体地涉及一种页岩气藏多段压裂水平井压力传播距离计算方法、装置、设备及介质。

背景技术

近年来，作为非常规油气资源之一的页岩气在能源结构中愈发重要，页岩气的高效开发利用可进一步保障能源安全。压力传播距离在油气井测试和油气藏工程计算中是一个重要的解释参数，常用于单井控制储量计算、产能方程计算等。由于页岩气藏多段压裂水平井不同阶段具有不同的流动特征，导致压裂水平井生产过程中压力传播模式比较复杂，不能运用常规油气藏探测半径公式来计算。

当前，直井的探测半径公式研究较为成熟，而对多段压裂水平井压力传播的研究相对较少，关于页岩气藏考虑不同流动阶段压力传播距离的理论计算方法鲜有报道。

可见，现有技术无法对页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离进行计算。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的是提供一种页岩气藏多段压裂水平井压力传播距离计算方法、装置、设备及介质，能够解决现有无法对页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离进行计算的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法，包括：

获取页岩气藏基本参数，其中，所述基本参数包括压裂改造区渗透率、改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、改造区外水平井延伸方向渗透率、天然气原始黏度、孔隙度、孔隙体积压缩系数、水的压缩系数、原始含水饱和度、水平井长度、裂缝半长、裂缝间距、原始地层压力、原始压缩因子、p-Z曲线上原始地层压力p

利用所述原始地层压力、所述原始压缩因子、所述p-Z曲线上原始地层压力p

利用所述裂缝间距、所述孔隙度、所述天然气原始黏度、所述压裂改造区渗透率及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算改造区内缝间线性流压力传播最长时间；

在生产时间小于等于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述生产时间、所述压裂改造区渗透率、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算改造区内缝间线性流压力传播距离；

在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间、所述水平井长度、所述裂缝半长、所述孔隙度、所述天然气原始黏度、所述页岩气藏原始综合压缩系数及所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率，计算缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间；

在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间，且小于等于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述裂缝半长、所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、所述生产时间、所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离；

在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述改造区外水平井延伸方向渗透率、所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、所述生产时间、所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算远井地带拟径向流压力探测半径；

在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述水平井长度、所述远井地带拟径向流压力探测半径、所述改造区外水平井延伸方向渗透率及所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率，计算改造区外水平井延伸方向的压力传播距离和拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离。

第二方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

本申请的上述实施例提供的页岩气藏多段压裂水平井压力传播距离计算方法、装置、设备及介质，所述方法理论依据充分，能考虑不同流动阶段流型的变化，所需要的参数少且容易获取，并且适用于所有特性的页岩气储层，只需要利用公式以及相关参数的取值进行计算，简单易操作。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法的流程图；

图2示出了本申请实施例提供的一种改造区内缝间线性流压力传播距离与生产时间的关系的示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离与生产时间的关系的示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种远井地带拟径向流压力探测半径与生产时间的关系的示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种改造区外水平井延伸方向的压力传播距离与生产时间的关系的示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离与生产时间的关系的示意图；

图7示出了本申请实施例提供的一种页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤110、获取页岩气藏基本参数，其中，所述基本参数包括压裂改造区渗透率、改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、改造区外水平井延伸方向渗透率、天然气原始黏度、孔隙度、孔隙体积压缩系数、水的压缩系数、原始含水饱和度、水平井长度、裂缝半长、裂缝间距、原始地层压力、原始压缩因子、p-Z曲线上原始地层压力p

步骤120、利用所述原始地层压力、所述原始压缩因子、所述p-Z曲线上原始地层压力p

步骤130、利用所述裂缝间距、所述孔隙度、所述天然气原始黏度、所述压裂改造区渗透率及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算改造区内缝间线性流压力传播最长时间；

步骤140、在生产时间小于等于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述生产时间、所述压裂改造区渗透率、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算改造区内缝间线性流压力传播距离；

步骤150、在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间、所述水平井长度、所述裂缝半长、所述孔隙度、所述天然气原始黏度、所述页岩气藏原始综合压缩系数及所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率，计算缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间；

步骤160、在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间，且小于等于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述裂缝半长、所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、所述生产时间、所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离；

步骤170、在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述改造区外水平井延伸方向渗透率、所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、所述生产时间、所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算远井地带拟径向流压力探测半径；

步骤180、在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述水平井长度、所述远井地带拟径向流压力探测半径、所述改造区外水平井延伸方向渗透率及所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率，计算改造区外水平井延伸方向的压力传播距离和拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离。

具体的，在页岩气的开采过程中，预先获取页岩气藏基本参数，请一并参阅表1，表1示出了页岩气藏基本参数的取值以及单位。

表1页岩气藏基本参数

基于页岩气藏基本参数，本申请实施例提供的方法利用计算机设备先计算页岩气藏原始综合压缩系数以及改造区内缝间线性流压力传播最长时间。生产时间是指气井从开井投产开始所经历的累计天数。可以理解的是，不同生产时间计算的参数存在差异。具体的，在生产时间小于等于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，计算改造区内缝间线性流压力传播距离；在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，计算缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间；在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间，且小于等于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，计算缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离；在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，计算远井地带拟径向流压力探测半径，并基于远井地带拟径向流压力探测半径计算改造区外水平井延伸方向的压力传播距离和拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离，从而实现了页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离的计算。

本申请实施例提供的页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法，理论依据充分，能考虑不同流动阶段流型的变化，所需要的参数少且容易获取，并且适用于所有特性的页岩气储层，只需要利用公式以及相关参数的取值进行计算，简单易操作，进而为页岩气藏的开采提供了理论支持。

一种可选的实施方式中，步骤120包括：

采用第一预设公式计算页岩气藏原始综合压缩系数，其中，所述第一预设公式包括：

式中，C

具体的，将表1中的基本参数的取值代入所述第一预设公式，可以计算得到页岩气藏原始综合压缩系数C

一种可选的实施方式中，步骤130包括：

采用第二预设公式计算改造区内缝间线性流压力传播最长时间，其中，所述第二预设公式包括：

式中，t

具体的，将表1中的基本参数以及页岩气藏原始综合压缩系数C

一种可选的实施方式中，步骤140包括：

在生产时间小于等于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，采用第三预设公式计算改造区内缝间线性流压力传播距离，其中，所述第三预设公式包括：

式中，x

具体的，以t＝20d为例，t

可以理解的是，在生产时间t大于改造区内缝间线性流压力传播最长时间t

一种可选的实施方式中，步骤150包括：

在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，采用第四预设公式计算缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间，其中，所述第四预设公式包括：

式中，t

具体的，将表1中的基本参数、页岩气藏原始综合压缩系数C

一种可选的实施方式中，步骤160包括：

在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间，且小于等于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，采用第五预设公式计算缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离，其中，所述第五预设公式包括：

式中，y

具体的，以t＝10000d为例，t

一种可选的实施方式中，步骤170包括：

在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，采用第六预设公式计算远井地带拟径向流压力探测半径，其中，所述第六预设公式包括：

式中，r表示远井地带拟径向流压力探测半径，k

具体的，以t＝16000d为例，t>t

一种可选的实施方式中，步骤180包括：

在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，采用第七预设公式计算改造区外水平井延伸方向的压力传播距离，其中，所述第七预设公式包括：

式中，x表示改造区外水平井延伸方向的压力传播距离，L

采用第八预设公式计算拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离，其中，所述第八预设公式包括：

式中，y

具体的，以t＝16000d为例，t>t

一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

分别根据所述改造区内缝间线性流压力传播距离、所述缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离、所述远井地带拟径向流压力探测半径、所述改造区外水平井延伸方向的压力传播距离、所述拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离与所述生产时间，绘制坐标图。

具体的，将所有计算结果汇总得到表2。

表2不同生产时间各方向压力传播距离

采用表2中的数据，以生产时间t为横轴，以改造区内缝间线性流压力传播距离x

与上述方法实施例相对应，请参见图7，图7为本申请实施例提供的页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算装置的结构示意图，如图7所示，页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算装置1000包括：

获取模块1001，用于获取页岩气藏基本参数，其中，所述基本参数包括压裂改造区渗透率、改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、改造区外水平井延伸方向渗透率、天然气原始黏度、孔隙度、孔隙体积压缩系数、水的压缩系数、原始含水饱和度、水平井长度、裂缝半长、裂缝间距、原始地层压力、原始压缩因子、p-Z曲线上原始地层压力p

页岩气藏原始综合压缩系数计算模块1002，用于利用所述原始地层压力、所述原始压缩因子、所述p-Z曲线上原始地层压力p

改造区内缝间线性流压力传播最长时间计算模块1003，用于利用所述裂缝间距、所述孔隙度、所述天然气原始黏度、所述压裂改造区渗透率及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算改造区内缝间线性流压力传播最长时间；

改造区内缝间线性流压力传播距离计算模块1004，用于在生产时间小于等于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述生产时间、所述压裂改造区渗透率、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算改造区内缝间线性流压力传播距离；

缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间计算模块1005，用于在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间、所述水平井长度、所述裂缝半长、所述孔隙度、所述天然气原始黏度、所述页岩气藏原始综合压缩系数及所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率，计算缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间；

缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离计算模块1006，用于在生产时间大于所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间，且小于等于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述裂缝半长、所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、所述生产时间、所述改造区内缝间线性流压力传播最长时间、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算缝间与改造区外双线性流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离；

远井地带拟径向流压力探测半径计算模块1007，用于在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述改造区外水平井延伸方向渗透率、所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率、所述生产时间、所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间、所述孔隙度、所述天然气原始黏度及所述页岩气藏原始综合压缩系数，计算远井地带拟径向流压力探测半径；

改造区外水平井延伸方向的压力传播距离和拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离模块1008，用于在生产时间大于所述缝间与改造区外双线性流压力传播最长时间的情况下，利用所述水平井长度、所述远井地带拟径向流压力探测半径、所述改造区外水平井延伸方向渗透率及所述改造区外压裂裂缝延伸方向渗透率，计算改造区外水平井延伸方向的压力传播距离和拟径向流阶段改造区外压裂裂缝延伸方向的压力传播距离。

本申请实施例提供的页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算装置能够实现图1的方法实施例中页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

可选的，本申请实施例还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

可选的，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述页岩气藏多段压裂水平井不同流动阶段压力传播距离计算方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的计算机设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。