一种用于最大化页岩气井天然能量利用效率的排水与采气优化方法

《Scientific Reports》：A drainage and gas recovery optimization method for maximizing natural energy utilization efficiency in shale gas wells

　　在页岩气井无外界供能的自产能生产阶段，地层能量的利用效率直接决定了单井的累产气量和自流寿命。以自产能利用效率最大化为准则，本文建立了储层-井筒-工艺耦合的能量模型，用于确定速度串和泡沫排水工艺的介入时机和产量分配，并预测优化后的累产气量和自流寿命。该模型耦合了三个部分：在储层端，基于Tan分形理论，考虑了基质应力敏感性、Knudsen扩散、Klinkenberg滑脱效应以及Langmuir吸附-解吸；在裂缝端，定义了沿水平段的非均匀导流能力分布函数，该函数与现场PLT测量结果一致；在井筒端，建立了考虑密度变化的变质量流压降方程。在四川盆地W1井的应用表明，优化方案通过减少井筒能量损失提高了自产能利用效率，从而延长了有效生产期，并增加了自产能生产阶段的累产气量。