(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111433563.6 (22)申请日 2021.11.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114169263 A (43)申请公布日 2022.03.11 (73)专利权人 中国石油大 学(北京) 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 张凤远　李捷涵　芮振华　王晨　 潘杨　赵晓亮　刘月亮　 (74)专利代理 机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 专利代理师 李雅琪　徐焕 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 113111582 A,2021.07.13 程子洋等.基 于多段压 裂的页岩气藏 不稳定 压力分析. 《中外能源》 .2016,(第01期), 谢亚雄等.页岩气藏多段压 裂水平井产能预 测模型. 《大庆石油地质与开发》 .2016,(第0 5 期), 审查员 慈丽雁 (54)发明名称 基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参 数反演方法 (57)摘要 本说明书涉及油气田开 发技术领域， 具体地 公开了一种基于压裂液返排数据的页岩油气藏 裂缝参数反演方法， 包括： 构建页岩油气藏的裂 缝参数反演数学模型和基质渗流数学模型； 引入 拟压力和拟时间， 利用分离变量法和杜哈梅原理 对裂缝参数反演数学模型进行求解， 得到直线形 式解析解； 利用分离变量法和杜哈梅原理对基质 渗流数学模型进行求解， 得到基质向裂缝窜流 量； 联立求解裂缝和基质 物质平衡方程， 以确定 裂缝和基质内的平均压力随时间的变化关系和 平均饱和度随时间的变化关系； 基于直线形式解 析解、 平均压力及平均饱和度随时间的变化关系 对裂缝参数进行反演迭代， 以确定页岩油气藏的 裂缝参数。 上述方案能够准确及时地求取页岩油 气藏储层的裂缝参数。 权利要求书3页 说明书17页 附图8页 CN 114169263 B 2022.09.02 CN 114169263 B 1.一种基于 压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特 征在于， 包括： 基于压裂液返排数据， 构建页岩油气藏的裂缝参数反演数学模型和基质渗流数学模 型； 引入拟压力和拟时间， 利用分离变量法和杜哈梅原 理对所述裂缝参数反演数学模型进 行求解， 得到直线 形式解析解， 其中， 所述直线 形式解析解中包含所述页岩油气藏的裂缝参 数； 利用分离变量法和杜哈梅原 理对所述基质渗流数学模型进行求解， 得到基质向裂缝窜 流量； 其中， 所述 直线形式解析解中涉及所述基质向裂缝窜流 量； 联立求解裂缝和基质物质平衡方程， 以确定裂缝和基质内的平均压力随时间的变化关 系以及平均饱和度随时间的变化关系； 基于所述直线形式解析解、 所述平均压力随时间的变化关系以及所述平均饱和度随时 间的变化关系对裂缝参数进行反演迭代， 以确定所述页岩油气藏的裂缝参数。 2.根据权利要求1所述的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特征在于， 所述页岩油气藏 的裂缝参数反演数 学模型满足以下至少之一： 在压裂液返排过程中， 所述页岩油气藏的裂缝和基质内为油水或气水两相流动； 所述页岩油气藏的储层均质等厚， 流体在裂缝内流动遵循达西定律， 忽略重力、 毛管 力、 井筒存 储效应和表皮效应； 所述页岩油气藏的多个裂缝中各裂缝的几何形态和渗流参数相同并纵向穿透所述页 岩油气藏的储层， 忽略裂缝端面以外的流体供 给； 所述页岩油气藏的裂缝和基质微可压缩， 所述页岩油气藏的裂缝和基质内的油和水为 微可压缩流体， 具有恒定的压缩系 数； 所述页岩油气藏的裂缝和基质内的气体满足真实气 体状态方程。 3.根据权利要求1所述的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特征在于， 所述页岩油气藏 的基质渗 流数学模型满足以下至少之一： 所述页岩油气藏的基质中的有机孔和无机孔假设为平行排列的圆形微纳米管， 彼此之 间没有流体传输， 所述有机孔和所述无机孔具有相同的孔隙压力和应力敏感性； 压裂液侵入所述基质的无机孔， 无机孔内的水分子分布在近壁附近， 孔壁的亲水性使 得忽略液固界面处的滑脱效应， 油或气赋存在所述无机孔的体相区域， 油气分子与水膜间 具有滑脱效应； 页岩油气藏储层改造过程中侵入到有机孔的压裂液忽略不计， 所述有机孔内假设为单 相气或单相油； 油相在所述有机孔内的赋存和流动状态满足页岩油藏的模型假设， 即在连续流基础上 考虑滑脱效应以及流体物性在孔 壁区域和体相区域的不均匀分布特性； 气相在所述有机孔内的赋存和流动状态满足页岩气藏的模型假设， 即在连续流基础上 考虑滑脱效应、 努森 扩散、 表面扩散和Langmuir单层吸附解吸规 律。 4.根据权利要求1所述的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特征在于， 构建页岩油气藏 的基质渗 流数学模型， 包括： 建立所述页岩油气藏的基质的渗 流基本模型； 构建所述页岩油气藏的基质的微观流动模型， 其中， 所述微观流动模型中利用达西定权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114169263 B 2律将有机孔中的油相或气相的质量流量转化为页岩的有机质的表观渗透率以及将无机孔 中的油相或气相的质量 流量转化为页岩的无机质的表 观渗透率。 5.根据权利要求1所述的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特征在于， 基于所述直线形 式解析解、 所述平均压力随时间的变化关系以及所述平均饱和度随时间的变化关系对裂缝 参数进行反演迭代， 以确定所述页岩油气藏的裂缝参数， 包括： 将预设的裂缝初始孔隙体积作为迭代初值， 对每一个时间步， 联立求解多相流体中的 各相流体对应的物质平衡方程， 得到平均压力随时间的变化关系以及平均饱和度随时间的 变化关系； 基于所述平均压力随时间的变化关系以及所述平均饱和度随时间的变化关系， 计算拟 压力和拟时间； 对于多相流体 中的各相流体， 根据所述直线形式解析解、 所述拟压力和拟时间， 生成对 应的诊断曲线和特 征曲线； 根据生成的诊断曲线和特 征曲线求取裂缝初始孔隙体积和渗透率； 将求解得到的裂缝初始孔隙体积与迭代初值进行对比， 在相对误差大于设定的公差值 的情况下， 则将 计算得到的裂缝初始孔隙体积作为迭代初值并重复上述步骤直至相对误差 小于设定的公差； 在相对误差小于 设定的公差的情况下， 迭代收敛， 将 计算得到的裂缝初始 孔隙体积和渗透率作为页岩油气藏的裂缝参数。 6.根据权利要求1所述的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特征在于， 所述直线形式解 析解包括： 其中， RNP为产量规整化拟压力， wf为裂缝宽度， h为裂缝高度， μ为流体粘度， B为体积系 数， φ为孔隙度， C为压缩系 数， k为渗透率， tspj,1为线性流叠加拟时间， tspj,2为边界控制流 叠加拟时间， V为孔隙体积， 下标j表 示某一相流体， j＝w表 示水相， j＝o表 示油相， j＝g表 示 气相； 下标f表示裂缝， 下 标ej表示有效参数， 下 标i表示初始值， 下 标sp表示叠加拟变量。 7.根据权利要求1所述的页岩油气藏裂缝参数反演方法， 其特征在于， 所述拟压力和所 述拟时间包括： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114169263 B 3