(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111328017.6 (22)申请日 2021.11.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114048695 A (43)申请公布日 2022.02.15 (73)专利权人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 赵金洲　任岚　林然　唐登济　 吴建发　付永强　宋毅　 (74)专利代理 机构 成都其知创新专利代理事务 所(普通合伙) 51326 专利代理师 房立普 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) E21B 43/26(2006.01) E21B 47/00(2012.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 111/04(2020.01) (56)对比文件 CN 108959679 A,2018.12.07 CN 110359904 A,2019.10.2 2 CN 113514382 A,2021.10.19 CN 109815 516 A,2019.0 5.28 谢斌 等.火山岩储层水平井分段压 裂剪切 破裂体积模拟方法. 《断块油气田》 .2020,第3 60- 364页. Hongwen Luo 等.Producti on performance analysis of fractured horizo ntal wel l in tight oil reservo ir. 《J Petro l Explor Prod Technol》 .2018,第2 29-247页. Fei Wang 等.A multi-mec hanism multi- pore coupled salt fl owback model and field ap plication for hydraul ically fractured shale wel ls. 《Journal of Petroleum Science and Engi neering》 .2020, 第1-11页. 审查员 王轩 (54)发明名称 一种基于返排数据的页岩气有效缝网体积 反演方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于返排数据的页岩气 有效缝网体积反演方法， 步骤如下： 首先建立树 形分形裂缝网络气水两相流动数学模 型； 基于页 岩气压裂液返排特征， 考虑页岩气 逆向渗吸置换 作用、 缝网增压效应、 裂缝闭合效应、 基质气侵入 作用的影 响， 推导出页岩裂缝系统流动物质平衡 方程； 基于吸附解吸效应结合窜流方程， 建立页 岩基质系统流动物质平衡方程； 最终建立了页岩 气压裂液返排模 型， 基于页岩气井缝网压裂后的 返排生产数据， 结合高效的遗传算法， 建立适合 页岩气有效缝网体积反演的遗传算法。 本发明通 过页岩气压裂液返排数据， 形成页岩气压裂压后缝网体积 评价方法， 丰富发展了页岩气压后评价 技术体系。 权利要求书1页 说明书13页 附图5页 CN 114048695 B 2022.09.09 CN 114048695 B 1.一种基于返排数据的页岩气有效缝网体积反演方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 建立反映地下复杂裂缝网络特 征的树形分形裂缝网络气水两相流动方程； S2： 考虑页岩气逆向渗吸置换作用、 缝网增压效应、 裂缝闭合效应以及基质气侵入作用 的影响， 建立页岩裂缝系统流动物质平衡方程； S3： 考虑基质气的吸附解吸效应， 结合窜流方程， 建立页岩基质系统流动物质平衡方 程； S4： 将步骤S1的树形分形裂缝网络气水两相流动方程模型、 步骤S2的页岩裂缝系 统流 动物质平衡方程模型及步骤S3的页岩基质系统流动物质平衡方程模 型相结合， 形成页岩气 压裂液返排生产模型， 并通过二分法对该返排模型进行求解， 获得不同时刻井底压力条件 下的缝网平均压力和基质系统平均压力以及压裂液返排 量和页岩气产量； S5： 应用建立的页岩气压裂液返排生产模型， 基于页岩气井缝网压裂后的返排生产数 据， 结合高效的遗传算法， 建立 适合页岩气有效缝网体积反演的遗传算法工作流。 2.如权利要求1所述的基于返排数据的页岩气有 效缝网体积反演方法， 其特征在于， 步 骤S1中， 1/2单簇树形裂缝网络气/水两相流 流量计算公式如下： 其中， l0、 Wf0和hf0分别是树形分形裂缝的初始长、 宽和高； RL、 RW和Rh分别是裂缝长度、 宽 度和高度比； n为分形裂缝的分支数， m为裂缝级数， Pf为缝网平均压力， Pwf为水平井筒井底 流压； μi为流体粘度， i为气或水； Bi为流体体积系数， Kri(Sw)是树形裂缝网络中气\水相对渗 透率， 采用直线相对渗透率模型： Krw＝Sw                             (15) Krg＝1‑Sw                          (16) 其中， Sw为裂缝中含水饱和度； 则， 气、 水产量叠加分别为 其中： Nf为水平井分段压裂的总簇数， 其满足下列关系 Nf＝nf·nCL                         (19) 式中： nf为压裂段 数； nCL为每段簇数。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114048695 B 2一种基于返排数据的页岩气有效缝网 体积反演 方法 技术领域 [0001]本发明涉及非常规油气增产改造技术领域， 尤其是一种基于返排数据的页岩气有 效缝网体积反演方法。 背景技术 [0002]近年来， 随着常规油气资源消耗加剧， 油气 藏的开发难度逐渐增大， 页岩气等非常 规油气资源占据了油气生产主力地位， 其开 发规模不断扩大。 由于页岩储层物 性差， 渗透率 低， 需采用水平井缝网压裂技术在高压下泵入伴随支撑剂和添加剂的压裂液进入致密页岩 储层， 创造裂缝增 加渗流通道， 从而能实现商业 开发。 [0003]压裂改造效果是否充分由有效缝网体积决定， 目前页岩气井的压后评价方法多以 微地震监测、 SRV动态数值模拟为主。 目前矿场上通常采用微地震监测对裂缝网络进行评 价， 但该方法成本较高。 而SRV动态数值模拟方法中， 大量模型通过多场耦合裂缝延伸实现。 而且这些评价方法可能会过高估计页岩气的有效缝网体积(ESRV)， 有 可能出现微地震监测 和数值模拟 计算的缝网 改造体积(SRV)足够大， 而现场测试产量却与之不匹配的情况。 究其 原因， 主要是因为微地震监测技术和数值模拟技术无法有效评价裂缝间的连通程度， 过多 估计了没有参与产量贡献的孤立裂缝， 而实际上缝网压裂形成的有效缝网体积远小于其估 计值。 页岩气有效裂缝网络是压裂液返排和页岩气生产的主要渗流通道， 决定了压裂液返 排率的高低、 页岩气井产气能力的大小以及技术可采储量的大小。 其作为压裂液和页岩气 的流动通道， 意味着页岩气井的返排生产数据中必然携带了页岩气有效裂缝网络特征信 息， 对返排生产数据的准确解释， 必 然可以获得有效缝网体积等储层重要 特征参数。 过去页 岩气压裂液返排数据多被忽略， 近十年来， 一些学者开始关注和尝试解释压裂液返排和生 产数据中包含的评价缝网压裂效果的页岩气有效缝网体积等缝网特征信息， 由于页岩气特 殊的两相渗流特征， 目前基于压后返排的压裂效果评价尚处于起步阶段。 现有的返排模型 没有考虑压裂液逆向渗吸置换作用 、 缝网增压效应、 中途关井的影响以及错误估计初始裂 缝压力等问题， 不能对页岩气 井的压后效果和生产进 行准确评价和预测。 鉴于此， 需要提出 一种基于压裂液返排的页岩气有效缝网体积反演方法， 实现对页岩气 井压裂效果的快速评 价和对页岩气生产进行准确的预测。 发明内容 [0004]本发明的目的是针对现有技术方法不能准确预测页岩气井压裂缝网有效体积的 问题， 提供一种基于返排数据的页岩气有效缝网体积反演方法。 [0005]本发明提供的基于返排数据的页岩气有效缝网体积反演方法， 主 要步骤如下： [0006]S1： 为表征页岩气压裂过程中裂缝分叉特征， 应用分形理论， 建立反映地下 复杂裂 缝网络特 征的树形分形裂缝网络气水两相流动方程。 [0007]S2： 考虑页岩气逆向渗吸置换作用、 缝 网增压效应、 裂缝闭合效应以及基质气侵入 作用的影响， 建立页岩裂缝系统流动物质平衡方程。说　明　书 1/13 页 3 CN 114048695 B 3