主权项 |
一种开采页岩气的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)在所要开采的页岩气储层全区中选定一块试验区,确定该试验区的扩散系数Dk,其中,所述扩散系数Dk满足如下公式: <mrow> <msub> <mi>D</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>d</mi> <mi>pore</mi> </msub> <mn>3</mn> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mrow> <mn>8</mn> <mi>RT</mi> </mrow> <mi>πM</mi> </mfrac> </msqrt> <mo>,</mo> </mrow>其中,dpore为储层基质平均孔隙直径,单位为m;M为气体分子质量,单位为kg/mol;T为气层温度,单位为K;R为气体常数,单位为Pa·m3/(mol·K);(2)选择试验区的压裂缝半长xf、压裂缝间距xd,按照所选择的压裂缝半长xf、压裂缝间距xd对试验区的水平井进行射孔和压裂,使其生成垂直井筒的孔眼和压裂缝;测量地层压力pe,选择压裂水平井井底流压pw,对试验区进行页岩气开采;(3)确定出试验区页岩储层的单条裂缝的动用半径rc、单条裂缝的控制区域形状和单条裂缝的控制区域面积Sf,以满足该试验区页岩气储层的有效动用;并确定出试验区压裂水平井多条裂缝共同作用时,试验区的气体体积流量Qf;其中所述动用半径rc满足如下公式: <mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mfrac> <mrow> <mn>3</mn> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>μ</mi> <msub> <mi>D</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>k</mi> <msub> <mi>C</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>k</mi> <msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </msup> </mrow>其中, <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>k</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>p</mi> <mi>e</mi> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <msub> <mi>p</mi> <mi>w</mi> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mi>μ</mi> <msub> <mi>D</mi> <mi>k</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>ln</mi> <mfrac> <msub> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </msub> </mfrac> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>k</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>p</mi> <mi>w</mi> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mi>ln</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>-</mo> <msup> <msub> <mi>p</mi> <mi>e</mi> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mi>ln</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mi>μ</mi> <msub> <mi>D</mi> <mi>k</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>w</mi> </msub> <mi>ln</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>e</mi> </msub> <mi>ln</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>ln</mi> <mfrac> <msub> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </msub> </mfrac> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>其中,k为储层基质渗透率,单位为m2;μ为页岩气体粘度,单位为Pa·s;rw为压裂水平井半径,单位为m;pw为压裂水平井井底流压,单位为Pa;re为泄压半径,单位为m;pe为地层压力,单位为Pa;(4)优化压裂缝半长xf、压裂缝间距xd、压裂水平井井底流压pw使试验区的所述气体体积流量Qf达到最优体积流量,优化得到最优的压裂缝半长xf、压裂缝间距xd、压裂水平井井底流压pw;根据试验区确定的所述最优的压裂缝半长xf、压裂缝间距xd、压裂 水平井井底流压pw对全区进行页岩气开采。 |