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页岩气产量递减典型曲线的不确定性分析方法

来源:
时间:2016-06-29 18:01:34
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页岩气产量递减典型曲线的不确定性分析方法  节能:页岩气是一种重要的非常规油气资源,北美已经成功实现了商业化开采,我国尚处于起步阶段。我国的页岩气资源量与美国大体相当,开发页岩气对

  节能:页岩气是一种重要的非常规油气资源,北美已经成功实现了商业化开采,我国尚处于起步阶段。我国的页岩气资源量与美国大体相当,开发页岩气对缓解我国天然气资源短缺具有重要意义。

  页岩气产能评价能够指导和优化页岩气开发。预测页岩气产量的典型曲线有很多种,其中应用较为广泛的是双曲递减函数,但其递减率随开发时间增长而降低,可能会过高预测后期产量。为此,S.Robertson等人引入修改的双曲递减方法,虽然解决了最终可采储量高估问题,但却难以确定双曲递减何时转变为指数递减。D.Ilk等人提出幂律指数递减方法,假定递减指数是逐渐递减的,但其部分参数意义不明确,拟合有一定难度。J.Seshadri等人比较了修正的双曲递减方法和幂律指数方法,并指出了2种方法的优缺点。R.O.Bello等人提出了混合典型曲线方法,把分析法和经验法结合起来,但其难点在于如何确定无限流动阶段结束的时间。可见,在应用典型曲线方法时,基本上是采用确定的典型曲线。但实际上,由于页岩的非均质性,如果采用确定的某个典型曲线代表一个区块进行计算评价,可能会存在一定风险。因此,笔者提出采用不确定性分析方法确定递减典型曲线,利用得到的页岩气产量变化范围进行风险分析。

  1、产量递减典型曲线

  产量递减典型曲线根据递减指数的取值不同,可以分为指数递减、双曲递减和调和递减3种形式,具体表达式如下。

  双曲递减典型曲线:

  指数递减典型曲线:

  调和递减典型曲线:

  式中:qi为初始产量,m3/d;n为递减指数;D为递减率,d-1;t为时间,d。

  2、确定性典型曲线分析方法

  页岩气藏的商业性开发必须依赖于对页岩储层的改造。目前采用的长水平井多级压裂技术是页岩气开发的关键技术之一,这导致了页岩气产能评价技术与常规天然气藏具有一定的差别,页岩气产量递减典型曲线与常规气藏也有一定的差别。目前,页岩气产量递减典型曲线一般借鉴双曲递减典型曲线,针对生产数据进行拟合分析,确定递减率、递减指数和初始产量。该方法的优点是能对产量变化规律给出确切的预测,但缺点是对于无生产数据的区块进行预测时可能有较大的风险,因为页岩气井之间的产量差异很大,即使同一个井场上的井,产量有时候也会有很大差异。图1为美国某区块19口页岩气井(井号依次为1~19)的生产动态曲线。

  从图1可以看出,尽管在同一个区块内,但各气井的动态曲线差别较大。当采用确定性分析方法预测该区块的产量递减典型曲线时,先对所有井动态数据进行平均,然后根据平均值曲线采用式(1)进行拟合,得到确定性典型曲线。当采用这条确定的典型曲线预测区块内新井产量时,可能有一定的风险。

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