页岩气井试井分析方法研究

论文摘要

本文在调研大量国内外文献的基础上,分析了页岩气藏储层特征、储集特征及运移和产出机理,主要研究了考虑吸附解吸条件下的页岩气藏渗流机理；建立了考虑页岩气藏吸附解吸扩散机理的渗流微分方程；运用点源函数法构建了非稳态和拟稳态扩散页岩气藏直井、压裂井及水平井渗流数学模型,并对其进行求解；运用Stehfest数值反演方法及计算机编程绘制了样板曲线,并进行了实例分析。主要开展以下几方面的研究工作：1)页岩气藏具有特低孔、特低渗、自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集、低产或没有自然产能、生产周期长、气藏采收率变化较大等特点。气体在页岩中有其特殊的赋存运移机理,页岩气以吸附状态赋存于页岩基质孔隙中,其流入生产井筒需要经历降压、解吸、扩散、渗流四个过程。2)考虑页岩气藏吸附解吸特性,运用Langmuir等温吸附定律及Fick扩散定律,推导了页岩气藏非稳态和拟稳态扩散基本渗流微分方程。引入了吸附解吸系数,使得页岩气藏渗流微分方程与常规天然气藏渗流基本微分方程具有相同形式。3)通过引入了吸附解吸系数,推导了页岩气藏非稳态及拟稳态扩散点源解。根据点源解分别建立了无限大及圆形封闭边界页岩气藏直井、压裂井、水平井渗流模型,并对其进行求解,通过Stehfest数值反演绘制了无因次试井样板曲线,并对相关敏感性因素进行分析。4)对比了无限大和圆形封闭边界页岩气藏非稳态及拟稳态扩散直井、压裂井、水平井压力动态特征。5)通过实例分析验证了所建立渗流数学模型的可靠性和实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 页岩气渗流特征发展现状
• 1.2.2 页岩气试井评价方法发展现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 页岩气藏储集特征及储集、运移和产出机理
• 2.1 页岩气藏储层特征
• 2.1.1 页岩储层的矿物组成
• 2.1.2 页岩储层的孔隙系统
• 2.1.3 页岩储层的渗透率
• 2.2 页岩气储集特征
• 2.2.1 游离态储集机理
• 2.2.2 溶解态储集机理
• 2.2.3 吸附气储集机理
• 2.3 页岩气运移和产出机理
• 2.3.1 页岩气的解吸过程
• 2.3.2 页岩气的扩散机理
• 2.3.3 页岩气的渗流及产出
• 2.4 页岩气储层与常规砂岩储层的对比
• 第3章 页岩气井渗流模型
• 3.1 页岩气藏点源解的建立及求解
• 3.1.1 连续性方程
• 3.1.2 状态方程
• 3.1.3 运动方程
• 3.1.4 渗流微分方程
• 3.1.5 点源解的建立
• 3.2 页岩气藏非稳态直井渗流模型
• 3.2.1 无限大页岩气藏直井渗流模型
• 3.2.2 圆形封闭页岩气藏直井渗流模型
• 3.3 页岩气藏非稳态压裂井渗流模型
• 3.3.1 无限大页岩气藏压裂井渗流模型
• 3.3.2 圆形封闭页岩气藏压裂井渗流模型
• 3.4 页岩气藏非稳态水平井渗流模型
• 3.4.1 无限大页岩气藏水平井渗流模型
• 3.4.2 圆形封闭页岩气藏水平井渗流模型
• 第4章 实例计算与分析
• 第5章 结论及建议
• 5.1 本文主要结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果