西安石油大学学报·自然科学版杂志投稿格式参考范文：页岩气水平井生产动态模型及其应用

　　0 引言

　　四川盆地 WY 区块优质页岩层连续稳定分布，微裂缝发育，开发取得良好效果，但生产中存在气井工作制度依赖现场经验、未明确掌握地层压力动态等问题。气藏生产动态研究方法有数值模型与解析模型两类，前者计算精度高但构建费时、计算资源需求大、操作复杂，后者计算速度快、参数物理意义明确、使用便捷，但考虑不周会导致结果与实际不符。针对页岩气藏开发特征，以物质平衡方程为核心建立单井生产动态模型，开展气井动态历史拟合校正参数，分析气井生产问题，为措施调整提供参考。

　　1 生产动态模型

　　1.1 应力敏感与基质收缩效应

　　在页岩气藏开发过程中，地层压力下降时，应力敏感效应使储层孔隙度与渗透率减小;当地层压力低于临界解吸压力，基质收缩效应使储层孔隙度与渗透率增大，二者共同影响储层孔隙度与渗透率。地层压力高于临界解吸压力时，应力敏感效应可用 McKee 等、Palmer 与 Mansoori 提出的模型描述;地层压力低于临界解吸压力时，应力敏感与基质收缩效应共同作用，Clarkson、Liu、Palmer、Shi 等学者提出了相应孔隙度与渗透率表达式。

　　1.2 多尺度孔隙渗流效应的表观渗透率

　　页岩气储层孔隙尺寸分布跨度广，达西渗流理论无法满足对其渗透率的描述，学者提出 “表观渗透率” 概念，Beskok-Karniadakis(B-K)模型较具代表性，其渗透率修正系数与稀疏因子、Knuden 数等相关。

　　1.3 页岩气水平井产能方程

　　Babu 提出的水平井产能模型将水平井控制的泄流区视为矩形箱体，与页岩气水平井多级压裂改造后的泄流区相似，计算效果良好且应用广泛。该模型产能方程经改写可应用于气藏条件，计算日产气量时，需根据地层压力与临界解吸压力大小关系选择合适渗透率公式代入计算。

　　1.4 页岩气藏物质平衡方程

　　研究气藏压力与气井产量随时间变化一般有数值模型与解析模型两类方法，本研究建立解析模型(气藏物质平衡模型)。考虑页岩气藏基质渗透率极低，将单井控制渗流区视为整体建立物质平衡方程。当地层压力高于或低于临界解吸压力时，物质平衡方程不同，同时考虑地层水影响时也有相应方程。模型计算过程包括以原始地层压力与井底流压计算产气量，根据地层压力与临界解吸压力关系计算平均地层压力，再代入产能方程计算产气量，重复步骤得到生产动态数据。

　　2 模型历史拟合

　　数值模拟前需对气井进行生产历史拟合确定模型参数，应选用生产时间长、生产曲线有明显特征趋势的气井。选取 A 平台进行初步拟合，调节气藏模型参数得到一组地质参数，用其对 WY 区块其他气井拟合，效果良好。气井历史拟合效果评价以日产气量和累产气量拟合曲线与生产数据的符合度为标准，对 WY 区块 145 口气井拟合，良好以上占比达 83%。不同生产特征气井用本模型均能得到较好拟合结果，可真实反映气井生产动态变化，还可用于页岩气井压裂工程效果评价。

　　3 模型应用分析

　　在气井历史拟合过程中，发现 F 平台 4 口井生产特征与其他气井不同。以 F-1 井为例，下入油管前后井口压力、日产气量等数据存在异常。经分析推测该井在下油管前井筒中积液较多，导致井口压力数据不能真实反映井底流压状况。修正井口压力和地层压力系数后，4 口井拟合效果均达到 “优秀”。根据研究推荐页岩气井投产后尽早下入油管排出井筒积液，F 平台 4 口井因井筒积液在生产前期损失一定气量。

　　4 结论

　　(1)建立了以页岩气藏物质平衡方程为核心，考虑多种影响因素的单井生产动态模型，模型参数物理意义清晰，计算结果与生产数据拟合度高，计算速度快，适用于现场大规模快速应用。

　　(2)总结出适用于本区块气井的模型地质参数，模型合理性与实用性高。

　　(3)F 平台气井拟合结果显示下油管前可能存在井筒积液现象，体现了本模型在气井生产效果分析方面的应用价值。

　　(4)模型拟合结果可诊断气井生产状况、评价压裂工程效果，模型结构模块化，便于后续理论升级与改进。

张 楠;邓又文;严仁田;孟 口,云南能投云南省页岩气勘探开发有限公司;中国石油西南油气田公司开发事业部;中国石油长城钻探工程公司页岩气项目部,202405