预测页岩气产量递减组合模型的研究_刘传斌

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页岩气储层产量分析及预测

页岩气储层产量分析及预测于开斌(长城钻探工程公司苏里格项目部,辽宁盘锦　124010) 摘　要:针对井眼类型(直井或水平井)、压裂增产模拟和页岩储层岩心特征等影响因素,阐述了页岩气储层产量评估和预测方法的现状。

研究了直井水力压裂理论产量,以及页岩气产量分析预测的解析法和经验法,并分析了适用于预测复杂的多裂缝水平井的数值方法。

关键词:页岩气;产量分析;解析法;经验法;水平井中图分类号:P 618.12 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0143—03 水平井分段压裂技术是页岩气成功开发的主要推动力。

到目前为止开发的页岩气储层具有多样复杂的储层和生产特征,增加了产量定量分析和预测的难度。

页岩气储层涉及到生产动态的特征主要包括以下两部分:储层性质评价(渗透率,完井有效率和可动用天然气储量)。

将生产动态预测作为估算储量和经济开采持久性的一种方式。

生产数据分析常常是致密气藏和页岩气藏储量估算的唯一实用方法。

当前的产量数据分析方法在某些方面和压力瞬变分析方法是相关联的。

两种方法(压力瞬变分析方法和产量分析方法)在各自的领域中都是适用的。

简单来说,产量数据在质量和精确度上都比不上试井数据,但是大量产量数据和压力变化情况可以用来进行一口井的“全程分析”。

目前,评价当前利用生产数据估算并页岩气储层直井和水平井储层特征的方法,以及评价出页岩气储层系统天然气产量预测,这是最实用的方法。

虽然页岩气储藏存在非常复杂的储层特性,包括多相流(气+水),双孔介质,基于压力的渗透率和孔隙度以及多层储集层等,但是本文主要将讨论重点放在相对简单的储层特性上(单相流,单孔介质)。

1　产量数据分析技术讨论这项研究中用到的产量数据分析技术(解析方法和经验方法)。

在此之前,要首先讨论与水力裂缝几何形状相关的理论增产效果。

1.1　理论增产效果:水力压裂直井油气井测试中,水力裂缝是一个半长为x f 具有有限或无限导流能力的双翼裂缝(如图1所示)。

一种用于页岩气井返排率监测数据的组合插值算法

一种用于页岩气井返排率监测数据的组合插值算法鲁柳利;赵蒙川;何亚彬【摘要】页岩气井体积压裂过程中,数万方滑溜水被注入储层,压裂结束后压裂液的返排率是表征页岩气井压裂成败及压后产量的重要数据.压裂液伴随着页岩气的长期开采逐渐返排,受压裂液返排时间、开采作业制度和人工成本等多方面的影响,返排率的长期监测费时费力,且通常难以得到连续的监测数据.文章针对时间序列的页岩返排率监测数据的缺失问题,利用基于SPSS和三次样条的组合插补方法,以此对压裂液返排率缺失数据进行有效插补,从而获得高质量的插补值.以四川某页岩气井为例,分析了压裂液返排率的插补值及其准确性,为四川地区页岩气的开发提供指导.【期刊名称】《钻采工艺》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】3页(P56-58)【关键词】页岩气井;返排率;数据缺失;三次样条;组合插值;监测指标【作者】鲁柳利;赵蒙川;何亚彬【作者单位】成都工业学院信息与计算科学系;四川理工学院数学与统计学院;西南油气田分公司川中油气矿【正文语种】中文根据我国页岩气田近几年在四川地区的开发实践，发现页岩气井的返排率普遍偏低，部分井返排率不到10%。

在页岩气井投产后，计算压裂液的返排率将会变得更艰难。

甚至不能得到这一关键数据，造成返排率连续监测的数据缺失，影响对页岩气井产量及相关施工的决策。

为了建立科学完整的压裂液返排率监测数据集，目前对缺失数据的处理可以采用删除和插补两种方法，如果简单地将包含缺失值的样本单元删除，虽然能够产生完全数据集，但会造成数据信息的浪费或者预测不准确[1-2]。

本文研究如何利用插补的方法来填补缺失的数据。

页岩气单井返排率的监测数据实际上是一系列时间序列，通常的缺失数据插补方法并不适用于时间序列。

拉格朗日插值和三次样条插值是解决时间序列缺失值的方法。

使用插值基函数得到拉格朗日多项式很便捷，并且式子简单，计算速度较快，精度高，在对页岩气返排率的理论分析计算尤其方便，但这个方法也存在一些缺陷，当插值节点增减时，所有的插值基函数都会发生改变，整个式子也会产生改变，导致计算复杂，不利于工程应用。

20311098_人工智能方法在某海域深水气田产能评估上的应用

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!!作者简介羊新州)&G>=. 男 !*! !油藏工程师!主要从事油气田开发工程%采气工程%动态分析等工作$
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基于产量递减与LSTM耦合的常压页岩气井产量预测

2023年第13卷第5期油气藏评价与开发PETROLEUM RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT基于产量递减与LSTM 耦合的常压页岩气井产量预测韩克宁1，王伟1，樊冬艳2，姚军2，罗飞2，杨灿2（1.中国石化华东油气分公司，江苏南京210000；2.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛266580）摘要：针对常压页岩气井产气递减规律不明确、预测困难等问题，将产量递减模型与机器学习方法相结合，建立了一种新的页岩气井产量递减模型与LSTM （长短时间记忆神经网络）模型耦合预测方法。

首先，依据页岩气井产水特点将南川常压页岩气井分为2类，类型1气井早期气水同产，后期产水明显减少，类型2气井长时间气水同产；其次，基于双对数诊断曲线和特征曲线明确气井的流动阶段，并采用7种常用的气井产量递减模型对不同类型页岩气井进行产量分析；最后，将递减模型的误差作为LSTM 模型的输入，叠加得到耦合方法下产量预测。

结果表明：拟稳态流动阶段的类型1的X1气井，优选递减模型为改进双曲递减模型和AKB 递减模型，线性流动阶段的类型2的X2气井，优选SEPD （扩展指数递减）模型和Duong 递减模型；对于递减模型误差较大时，耦合LSTM 模型后，页岩气井产量预测精度明显提高，而递减模型误差较小时效果不显著。

关键词：常压页岩气；产量递减模型；LSTM 模型；流动阶段；双对数诊断；耦合方法中图分类号：TE312文献标识码：AProduction forecasting for normal pressure shale gas wells based on coupling ofproduction decline method and LSTM modelHAN Kening 1,WANG Wei 1,FAN Dongyan 2,YAO Jun 2,LUO Fei 2,YANG Can 2（1.Sinopec East China Oil &Gas Company,Nanjing,Jiangsu 210000,China;2.College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong 266580,China ）Abstract:In order to address the challenges posed by the unclear production decline patterns and the difficulty in predicting production for normal pressure shale gas wells,a novel production prediction approach has been developed.This approach combines shale gas well production decline models with Long Short-Term Memory （LSTM ）neural network models,leveraging machine learning techniques and different decline models for improved accuracy.Firstly,Nanchuan shale gas wells are divided into two types according to the characteristics of water production.For type 1,gas and water are produced simultaneously at the early stage,then water production decreases significantly in the later stage;while for type 2,gas and water are produced simultaneously for a long time.Secondly,double logarithmic diagnostic curves and characteristic curves are used to identify the flow stages of gas wells;then seven gas production decline models are used to analyze the production variety.Finally,the error of the decline models are used as the inputs of the LSTM model,meanwhile the yield prediction under the coupling method is obtained after superposition.The results show that a type 1gas well,Well-X1,is in the pesudo-steady flow stage,its optimal decline model is the improved hyperbolic decline model or the AKB model;a type 2gas well,Well-X2,is in the linear flow stage,the preferred models are SEPD decline and Duong decline model.When the error of the decline model is large,the production prediction accuracy of shale gas wells is effectively improved after coupling the LSTM model but the effect is not obvious when the error of the decline model is small.Keywords:normal shale gas reservoir;production decline method;LSTM model;flow stage;double logarithmic diagnosis;coupling method引用格式：韩克宁,王伟,樊冬艳,等.基于产量递减与LSTM 耦合的常压页岩气井产量预测[J].油气藏评价与开发,2023,13（5）:647-656.HAN Kening,WANG Wei,FAN Dongyan,et al.Production forecasting for normal pressure shale gas wells based on coupling of production decline method and LSTM model[J].Petroleum Reservoir Evaluation and Development,2023,13（5）:647-656.DOI:10.13809/32-1825/te.2023.05.012收稿日期：2022-11-08。

页岩气水平井产量递减趋势影响因素分析

· ３６ ·
郭伟：页岩气水平井产量递减趋势影响因素分析
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影响因素，对于分析各井间的递减差异具有重要减越慢；当裂缝中游离气被开采完后，基质渗透率越
意义
大，Ｅｔ产气量越高，产量递减越快。
１模型建立
（２）吸附气含量对产量和产量递减趋势的影响。改变模型的吸附气状态，对气井日产气和累产
井递减趋势的差异进行比较。结合工作实际，本１０～、４００×ｌ０～ｍ，预测结果见图２。随着基质渗
次研究运用数值模拟技术，通过参数敏感透率的增大，累产气量逐渐增大；由Ｅｔ产气对比曲线
性分析，寻找影响页岩气水平井产量递减规律的可以看出，生产初期，基质渗透率越大，日产气量递
定律递减方法、延伸指数递减方法等。此外，还有裂改造效果进行敏感性分析。
一些学者结合页岩气生产特点对一些传统方法进
（１）基质渗透率对产量和产量递减趋势的影

改进Arps递减模型早期产量预测再认识

第6卷第1期 2019年2月非常规油气U N C O N V EN TO N A L OIL 0GASVol. 6No. 1Feb. 2019改进A r p s递减模型早期产量预测再认识陈劲松，年静波，韩洪宝，曹健志，郭莉"中化石油勘探开发有限公司，北京100031)摘要：改进A ps递减模型是目前页岩油气井产量预测的主流方法，为了提高该递减模型在页岩油气开发早期单井产量预测中的合理性，本文在大量实际工作积累的基础上，提出通过流动阶段的识别，有助于合理确定拟合数据点；通过调和递减模型与超双曲递减模型结合使用，可以定量反映早期产量预测的不确定性，更合理地预测页岩油气单井未来产量。

该方法通过倒推具有较长生产历史的页岩油气井的产量验证，增加了改进A ps递减模型页岩油气井早期产量预测结果与实际的吻合程度，并在北美页岩油气区生产井的实际预测工作中取得了较好的应用效果，对页岩油气井早期产量预测具有一定的实用意义。

关键词：页岩油气井；改进Arps递减；调和递减模型；递减指数；产量预测中图分类号：TE33 文献标识码：AImprove Production Prediction Rationality of the Modified ArpsDecline Model in the Early Shale Oil and Gas WellsC henjinsong, N ianjingbo, Han Hongbao, Caojianzhi, Guo Li(Sinochem P etroleum E C P C o. , L td. , B eijin g100031, China)Abstract：T he modified A rps decline model is the main method of production prediction of sh rently, in order to improve the reasonability of single well production forecast by this decl gas developm ent early stage, based on the practical w ork, this paper presented t hat flow period iden reasonably determ ine the fitting data points and the combined method between harm onic decline m odll and the hyperbolic decline m odll which c an quantitatively reflect the uncertainty of early production forecast and can predictfuture production classification. This m ethod i s verified by the production of shale oil 0gas wells w ith long production history, increase the shale oil 0gas wells early prediction result tallies w ith the actual production, which practical application good results have been achieved on typical production wells in N orth Am erica some shale plays. Thism ethod has practical significance on shale oil0gasw ells production forecasting early.Key words：shale oil 0gas w ells; modified A rps decline; harm onic decline; decline index；production prediction笔者在2017年第6期发表的《一种提高早期页岩油气单井产量预测合理性的方法》一文中，提出通过可采量约束与改进Arps递减模型结合使用的方法，来提高早期页岩油气井改进Arps递减模型产量预测的合理性，具有一定的适用性[1]。

多级水平井压裂注CO2开采页岩气影响因素分析

多级水平井压裂注CO2开采页岩气影响因素分析郭玉杰;刘平礼;郭肖;贾春生;杨新划【摘要】水平井和多级压裂是开采页岩气等非常规油气资源的关键技术,根据微地震图,页岩中的水力压裂通常会产生非常复杂的裂缝网络,这就是所谓的"体积压裂".为了更好地模拟页岩气在复杂孔隙中的流动情况,以煤层气模块(Eclipse2011)为主要平台,采用LS-LR-DR方法,通过改变主裂缝周围的导流能力来模拟SRV.在上述模型的基础上,研究了注CO2开采页岩气的3个方案.结果表明,注CO2能够提高页岩气的采收率,注入量和注入时机在CO2注气开发中,存在最优值;同时,随着裂缝条数的增加,注CO2开采页岩气的采收率效果越不明显.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2016(006)002【总页数】5页(P64-68)【关键词】数值模拟;页岩气;多级裂缝;CO2;采收率【作者】郭玉杰;刘平礼;郭肖;贾春生;杨新划【作者单位】西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室,四川成都 610500;中国石油青海油田公司一号作业区,青海格尔木 816000【正文语种】中文【中图分类】TE357页岩气的开发已经在全世界得到了广泛的关注。

得益于先进的水平井和多级压裂技术，页岩气正逐渐成为一种经济的天然气。

然而，来自油田的数据和数值模拟的研究结果[1-4]表明：压裂之后的短短几年里，产能快速地下降，高产时期并不能维持很长一段时间。

为了保证裂缝的高导流能力，水力压裂通常会泵入大量的支撑剂，一般裂缝中产生的缝网裂缝（SRV），除了具有较宽缝宽的主裂缝之外，还产生了大量的次级裂缝，这些裂缝包括沟通的天然裂缝和没有被支撑剂填充的水力裂缝[5-6]（Fisher.etl 2005）。

页岩气井产能评价预测方法[发明专利]

专利名称：页岩气井产能评价预测方法
专利类型：发明专利
发明人：杨波,罗迪,张鑫,胡述清,刘欢,吕国祥,李其鑫,黄勇斌申请号：CN201410536314.3
申请日：20141013
公开号：CN104389594A
公开日：
20150304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种页岩气井产能评价预测方法，包括以下步骤：得到单相渗流数学模型的微分方程表达式，对微分方程求解并采用压力形式表示，得渗流速度、产量公式，通过对生产数据拟合来确定产能方程，整理前面推导的产量公式，得到页岩气水平井分段压裂产量公式，从页岩气产量公式可知需要知道边界压力 p ，由于页岩气有吸附解吸的影响，需要对偏差系数进行了修正，得到页岩气藏的地层压力。

该预测方法针对页岩气解吸、扩散特点，分别对页岩直井和水平井进行了产能方程推导，从而建立页岩气产能评价方法，得到精确的产能预测，提高了经济效率。

申请人：成都创源油气技术开发有限公司
地址：610000 四川省成都市新都区新都镇新都大道8号西南石油大学科技园大厦1301AB
国籍：CN
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