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1、页岩气生产的集肤效应建模与分析R.O. Bello and R.A. Wattenbarger, 得克萨斯州A&M 大学摘要许多水力压裂页岩气藏水平井已观察到具有瞬时线性行为。日志日志情节汇率时间一个半山坡上的特点是短暂的非线性行为。此瞬态流线性制度预计将低渗透矩阵块到相邻的骨折引起的瞬态排水。瞬态流动制度是唯一的流态分析在许多井。 本文提出了一种线性双孔隙度模型被用来近似页岩气完井水平井和多液压骨折。五流区域鉴定出这个模型。似乎，现场生产数据表现出4区的行为，这是主要是暂时的排水从矩阵。 然而，4区中观察到了许多井，集肤效应。修改日志记录速度曲线形状和积时间的平方根。一个新的分析方程介绍线性
2、流动行为的影响进行建模的皮肤上。由此产生的曲线的形状是有点令人惊讶，往往实际井解释早期的曲线形状。本文提出一种程序分析字段数据。介绍页岩气藏的构成在美国天然气产量的主要来源之一。天然气技术研究所估计，在美国，有机页岩气藏含有高达780万亿立方英尺天然气。在页岩，天然裂缝提供透气性和MA-TRIX提供存储的大部分气体。页岩基质渗透率可低至10-9md-2。页岩气藏已被描述双重孔隙模型，包括矩阵块组成（储存液）分离压裂的（渗透率）首先提出由沃伦和根。沃伦和根提出了微可压缩流体试井分析方法/口译。传统的试井分析方法延伸到页岩气藏，主要表现在工作中提出了一个短暂的矩阵骨折传输模型，将气体确保pseud
3、opres的定义由屈曲和Sawyer。随后，分析生产数据的方法进行研究由不同的作者。卡尔森和Mercer耦合矩阵内的扩散和解吸的瞬态径向油藏模型页岩气Fick定律。修改包括使用有效的气体在低压力下的压力平方的形式修改的扩散方程。它们提供了一个拉普拉斯空间方程气体累计产量从他们的模型中，并用它的历史匹配的样品井。他们还表明，在页岩气藏，无论发生semiinfi有限的行为（矩阵的部分留在初始压力和由骨折生产不受影响）矩阵几何。Gatens生产数据进行了分析，从约898泥盆纪页岩井在四个方面。他们提出了三种方法，分析生产数据型曲线，分析模型板坯矩阵模型由塞拉和经验方程。历史自动匹配算法，并统计确定与
4、实际数据的最佳拟合一个模型选择过程的分析模型一起使用。沃森呈现出过程涉及选择最合适的生产模式，从列表中的车型，包括双孔隙度模型使用统计。塞拉分析板坯矩阵模型被使用。储层参数估计通过历史匹配的过程，涉及到小型优化的目标函数，比较测量和估计的累计产量。他们将使用归一时间在分析模型中考虑适当改变气体压力的关系。合理的历史比赛获得了与野外病例样本，但预测略有低估。斯皮维和Semmelbeck的提出了一个迭代法预测脱水煤炭生产和裂缝性气页岩水库ervoirs。该模型采用的是生产恒定井底压力集中在一个封闭的径向水库。板坯矩阵不纳入到这些解决方案。这些解决方案扩展到的气体的情况下，通过调整时间和调整压力。他
5、们的方法还使用总可压缩长期占解吸。 所有前面描述的方法使用径向油藏模型的基础上，沃伦和根双孔隙度模型。 El-半壁的是先呈现一个短暂的转移矩阵骨折线性水库双孔隙度模型。这种线性的双重孔隙模型形成在本文中介绍的工作的基础。页岩气从样品口页岩气水平井的生产数据暗算日志日志情节上的时间，如图。 1。 在这些水平井通常是多段水力压裂捕获（图2）。水力压裂的不同阶段表示由不同的集群。一个半斜坡上获得如图情节1。这表明地区4厄兹坎双孔隙行为的描述类似的瞬时线性制度在径向储层。瞬态非线性行为，如图所示1发生持续近两个日志周期。瞬态非线性行为，如图所示。已观察到几个页岩气井，可用于分析在许多情况下是唯一的流态
6、。 因此，本文的目的是发展的方法来这种流动制度进行适当的分析模型玲特别侧重于皮肤的效果。 在当前的工作，在水力压裂的页岩气水平以及将被建模为一个水平以及排水一个矩形的几何形状，并包含一个网络分隔的矩阵块（双重孔隙系统）如图骨折。 3。所以解决方案将扩展应用到这个系统由El-半壁的线性双孔隙度模型。脱附和扩散的影响，将假定在本文中可以忽略不计。本文提出的模型具有的优点是简单（而且适合我们的目的）比以前HORizontal的井模型由厄兹坎（一个封闭的矩形油藏水平井），斯蒂娜和吴（在一个半无限，各向异性，天然裂缝性油藏水平井），德汽车valho和罗莎（无限性，以及在一个半无限的储层）和杜和斯图尔特（
7、水平井在均匀的演技水库）。线性模型本文中使用的线性模型（图3）的特点是描述在以下方面： 一个封闭的矩形几何水库包含自然和液压骨折网络Mayerhofer。骨折不漏这个长方形的几何形状的边界之外。的孔的穿孔的长度，作为水库的长度是相同的。 流量朝向以及上面的矩形几何形状的中心。 它是一个双重孔隙系统组成的矩阵块和骨折（板型）。 瞬态双重孔隙解决方案提出了一个线性模型由El-半壁 被应用，并且扩展到本系统。这种线性模型的修改将被包括皮肤的收敛占流向一个实际的水平井（图4）。拉普拉斯空间解常数边界，封闭外边界油藏（板坯基质）由下式给出另外，对于平板矩阵的情况下，双重孔隙参数由下式给出图1：登录日志场
8、产率作为时间的函数图。画线数据表明半斜率（线性流）。图2：水力压裂水平井页岩气藏。矩形网格叠加系统，我们的模型来表示。图3：板坯矩阵线性模型以及水力压裂的示意图。ACW=2xeh，横截面面积。图4：侧视图线性模型并没有收敛肌肤（矩形水库）。在该图中在左侧，直线流的平面朝向发生。在该图中的右侧，夹杂物的流线从线性到周围的水平井筒的径向失真的收敛皮肤帐户的。五流区域已被确定与该线性模型，如图所示。5。在这些地区都总结在表1中，并已进行了广泛的讨论。 本文的重点是4区，这是目前描述地区4.地区4本周期主要是由骨折系统瞬态流线性矩阵块组成。流量从基体的断裂系统（矩阵/断裂表面积）的横截面的面积是A(c
9、m)的。这个地区还指示由一个二分之一的斜坡上的log-log图，如图所示。5。来自第4区的方程为在附录A中的方程（1）的方程由下式给出公式（3）也可以重写矩阵性能从式（4）中我们可以估算如下：方程（5）可被用于确定矩阵排水，acm的的横截面的面积，如果矩阵是已知的磁导率和其他参数。 应该指出，前面的讨论假定为零的皮肤和不与井筒存储的平面以及生产。现在将讨论皮肤的效果:皮肤的影响皮肤通常被定义为微可压缩流体的情况下，给定的径向储层的情况下由一个无量纲压力:皮肤是由下式给出一个额外的无量纲压力SRW是皮肤的径向情况和PD是解决方案，而皮肤上的恒定速率和恒定的的法定公益金情况下（均匀，径向水库）绘制
10、SRW= 0和图10。6。可以观察到如图5：五流区域的图该反应是恒定的速度和恒定的法定公益金在径向水库相似。 皮肤被定义作为一个额外的无量纲压力由下式给出（10）的线性水库SAC是线性的情况下的皮肤和PDL井筒储存皮肤和零（恒定速率内边界）无限均匀线性水库无皮肤上拉普拉斯空间解决方案是解决（10）图6：皮肤SRW径向油藏模型（比较恒定的速率和法定公益金，均匀，无限）=0和10。半对数的情节。可以观察到恒定的速率和压力的反应是类似的。图7：皮肤萨克线性水库模式（恒定的法定公益金，均匀，无限）=0和10。恒定的速率的情况下从压力恒定的情况下是不同的。需要注意的是恒定的速率的情况下与SRW= 0和1
11、0是平行的，而恒定PWF的情况下与SRWSRW =0的情况下在稍后的时间=10收敛。图8：比较早期时间线性解决方案（图像的方法- 附录C）的半解析水库解决方案（常数公益金，WD =100，A=100）。收敛肌肤和径向流的影响可以看出，在更早的时候。的趋肤效应，是与图7相似。图9：皮肤SAC线性水库模型（不断法定公益金，双重孔隙，板坯矩阵，无限）=0，10和100。SAC=00的情况下，同质化的情况下观察到皮肤的效果随着时间的推移而递减。图10：登录日志情节：SAC线性水库模式（恒定的法定公益金，双孔隙度，板坯矩阵，封闭）的皮肤上效果= 0，10和100（LSAC= 3.84*10-4，W= 1
12、0-3，Y DE=0.559）。随着皮肤的增加，平坦的初始响应的增加和水库线性瞬态响应被延迟。文士时间的平方根情节的行为。在零时间，该值是拦截。在大的时候，肌肤零3电解液以下字段数据的例子显示了如何应用这个公式，这个公式是渐近的。场的数据本节AnalysisIn，一个程序（17）分析字段数据presented.This的程序样本现场情况说明。分析可以总结如下：获取现场生产速率数据。图11：图12积方程（14）适合好了一个数据。M4和INT4获得的平方根时间曲线的斜率和截距。 图12：场速率和压力的数据嘛A.，检查半斜坡速率对时间指示表明的瞬态流线性制度log-log图。同时检查是否存在一条直线
13、上的积米（PI）-M（公益金）/QG 对T0.5。画一条线通过原点的情节米（PI）-M（公益金）/QG对T0.5通过半线性斜率的数据点。阻止这条线的斜率。它将被指定为4米中使用的公式（5）来确定马克平厘米。 如果基质渗透率公里，是已知的，然后计算ACM厘米马克平。 使用的斜坡，4米，方程（14）和截距INT4的平方根时间曲线，以适应给定的字段数据。 使用这些值来适应日志日志QG对t情节例如案例字段的样品情况下（速率和压力数据）示于图中。12。数据显示在表2和表3。应该指出的是，在井口的压力数据示于图。12被转换为井底流动的压力，使用多相相关。对数 - 对数和平方根的时间图分别示于图中。分别为1
14、3和14。一个半斜坡图表示。13。这证实了线性瞬时流量（4区）。地块A井出现的行为类似于先前提出的理论。通过绘制图中的原点的直线的斜率。14确定为35,874。等式（14）被装配到井的数据，如示于图。11和15。讨论方程（14），并产生图形化的形式发展是有点惊喜。但这个公式的表格和图形的形式一直在观看该地块的性能以及非常有用。许多井，显示出更高的半斜坡（日志QG与日志T），而较早的数据被奉承。这有时被解释为去通过双线性流（季度坡）前流线性。与方程（14），可以看出，此行为与“皮肤的解释是一致的，当使用同为4m和诠释第4个值匹配的时间重复的记录数和平方根，它往往确认“皮肤解释。”不具有方程（14
15、），ACM价值可能被高估了拟合直线，通过现场数据和计算值过低4米。有了这个新方法中，值为4米估计从线通过原点的时间积的平方根，而方程（14）适合早期的数据。皮肤的原因，可能会对从几个因素。该con-濒临流的水平是一个因素，但其他因素可能完井效率的结果。井的数量，我们的分析表明，较大的值诠释4倾向于显示油井产能较差。图13：登录日志积率对与适合井A.线路上绘制情节的数据的时间表示坡的一半。结论线性双孔隙度模型已提交进行建模MUL-tifractured的的页岩气水平井现场数据中观察到的瞬时线性响应，预计趴在4区（主要是从矩阵排水）。皮肤的影响（恒定的速率内边界）是类似的恒定PWF 情况下径向水库。这是不是真正的线性水库。一个程序已经呈现在本文中，现场数据分析。这是可能的，以确定厘米毫安k从此过程。新的公式适合野外数据日志QG与日志吨情节和情节的时间的平方根。这就解释了曲线的形状，以前被认为包括双线性flow.NomenclatureACM=总矩阵/断裂表面积（排入裂缝系统），平方英尺图14：专用积米（PI）- 米（公益金） /QG对T0.5零井
