页岩气压裂水平井不稳定流动模型

摘要

水平井多级压裂技术已经成为目前开发页岩气藏的主要手段.针对气体在页岩流动过程中存在的吸附解吸、扩散、滑脱、启动压力梯度和应力敏感等效应,基于三线性渗流方程的基础上,推导出五线性渗流方程,建立了页岩气藏压裂水平井渗流数学模型.运用Laplace变换和Duhamel原理,求解出考虑井筒储集效应和表皮效应的页岩气藏压裂水平井Laplace空间的无因次井底拟压力解.通过Stehfest数值反演,绘制了无因次拟压力曲线和拟压力导数曲线.依据特征曲线划分了流动阶段,并分析了不同影响因素对气井压力特征曲线的影响.研究结果表明:压裂水平井泄流范围可划分为五个流动区域,气井的压力特征曲线可划分为六个流动阶段.裂缝导流能力对水平井压力特征曲线的影响主要在过渡阶段、双线性流阶段;吸附系数主要影响过渡段、双线性流段、线性流段以及拟稳定流阶段;视渗透率系数主要影响双线性流动阶段、过渡阶段、窜流扩散阶段、地层线性阶段和拟稳定流阶段;导压系数影响窜流扩散阶段、地层线性流阶段和拟稳定流阶段;压裂改造区宽度主要影响地层线性流和系统拟稳态流动段.模型可以正确认识页岩储层复杂渗流规律,判别页岩气藏压裂水平井流动阶段,为预测单井产能和优化压裂设计参数提供了科学依据.