东北石油大学三亚海洋油气研究院李文镖获国家专利权
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龙图腾网获悉东北石油大学三亚海洋油气研究院申请的专利一种基于气水两相流同位素分馏模型的页岩气煤岩气产出定量评价方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121766211B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610248784.2,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种基于气水两相流同位素分馏模型的页岩气煤岩气产出定量评价方法是由李文镖;王峻;卢双舫;张鹏飞;陈国辉;周能武;王子轶设计研发完成,并于2026-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于气水两相流同位素分馏模型的页岩气煤岩气产出定量评价方法在说明书摘要公布了:本申请涉及一种基于气水两相流同位素分馏模型的页岩或煤岩气评价方法,包括以下步骤:1、收集数据;2、建立气井模型;3、建立控制方程组;4、耦合真实气体效应和有效应力的影响;5、建立气体传输模型和相对渗透率模型;6、建立毛细管压力与饱和度关系;7、考虑临界解吸压力;8、设定初始条件边界条件;9、求解控制方程组;10、计算生产动态参数和同位素值;11、进行历史拟合;12、验证历史拟合质量;13、预测产能;14、计算气体动态产出比例;15、识别分馏拐点与产气机制转换;本申请通过耦合气水两相流、多种气体传输机制、应力敏感性及甲烷同位素竞争吸附理论,实现对深层储层的产量预测及产出气动态比例的定量评估。
本发明授权一种基于气水两相流同位素分馏模型的页岩气煤岩气产出定量评价方法在权利要求书中公布了:1.一种基于气水两相流同位素分馏模型的页岩气煤岩气产出定量评价方法,包括以下步骤: 1收集气井基础数据:收集目标深层页岩或煤岩气井的基础地质与工程数据,包括储层基础参数、压裂改造参数、生产动态数据及井口气同位素数据; 2建立气井多区域几何模型:建立水平井分段缝网几何模型和建立直井多区复合几何模型;根据压裂改造情况和储层非均质性,将页岩或煤岩储层划分为三个流动区域:水力压裂高渗透区简称HF区、储层改造体积区简称SRV区、未改造储层区简称USRV区; 3建立气水两相流碳同位素分馏控制方程组即GWF-CIF模型:基于质量守恒、动量守恒和状态方程,建立考虑12CH4和13CH4差异的气水两相流碳同位素分馏控制方程组; 该方程组适用于SRV区和USRV区的基质区域: 1; 为对时间的偏导; 式1中方程系数,,,,,和定义为: 2; 3; 4; 式1~4中,和分别为12CH4和13CH4的气相分压,Pa;为水相压力,Pa;和分别为气相和水相饱和度,且;为基质孔隙度;和分别为12CH4和13CH4的有效扩散系数,m2s;和为水相和气相的相对渗透率;为绝对渗透率,m2;和分别为水相和气相粘度,Pa·s;为水相密度,kgm3;为参考压力下的水相密度,取1000kgm3;为水的压缩系数,取3.84×10-101MPa;为毛细管进入压力,Pa;为孔径分布参数;和分别为残余水饱和度和残余气饱和度;和分别为12CH4和13CH4的Langmuir吸附常数,1Pa,其关系为,其中,;为岩石密度,kgm3;为Langmuir体积,m3t;为储层温度,K;为标准状态下单位物质的量的气体所占的体积,22.4Lmol;为气体常数; 对于HF区人工裂缝区,令,且12CH4和13CH4的扩散系数相同,,控制方程简化为: 5; 其中下标F表示HF区参数,为HF区域孔隙度; 4耦合真实气体效应:考虑温度和压力对甲烷气体压缩因子、密度和粘度的影响; 5耦合有效应力演化对储层物性的影响:随着气井生产,孔隙压力下降导致有效应力增加,引起孔隙度和渗透率降低,建立有效应力模型; 6建立多机理气体传输模型; 7建立气水相对渗透率模型; 8建立毛细管压力与饱和度关系; 9考虑临界解吸压力:吸附气体的解吸受储层压力控制;吸附气体的解吸受储层压力控制;当储层压力高于临界解吸压力时,吸附气体保持稳定,不会发生解吸,只有在储层压力降至临界解吸压力以下时,解吸才会开始; 10设定模型初始条件; 11设定模型边界条件; 12数值求解控制方程组;将上述建立的几何模型、控制方程组、方程中的变量、初始条件和边界条件导入数值模拟软进行求解; 13计算生产动态参数和同位素值:基于求解得到的压力场,通过体积积分和质量守恒计算生产动态参数; 14构建目标函数进行历史拟合:将步骤13中模型计算得到的累产气量、累产水量、和甲烷碳同位素值与现场实测数据对比,构建多目标优化函数; 15验证历史拟合质量:将优化得到的最优参数代入模型,绘制拟合曲线与实测数据对比图; 16预测气井全生命周期产能与EUR:基于历史拟合确定的最优参数,将模型计算时间延长至气井经济极限,预测全生命周期的生产动态; 17计算吸附气和游离气的动态产出比例; 18识别同位素分馏拐点与产气机制转换的关系。
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