对于页岩气藏，气井生产时，地层压力传播逐渐增大，气井泄油半径随之增加，同时水力压裂产生的裂缝逐渐闭合。实际生产发现，累积产气量与总压差在生产早期呈非线性关系，生产中后期表现为线性关系，此时气井动态储量不变。目前，常规计算动态储量的方法，通常认为气井生产进入拟稳定期，将动态储量看作常数，忽略气井生产早期泄油半径的变化。因此，需要对页岩气井泄油半径变化机理进行深入探讨，提供更准确的流动物质平衡方法，更准确地计算动态储量。

针对这一关键科学问题，我校能源学院博士研究生邱婷婷在导师刘鹏程教授和中国石油勘探开发研究院副导师位云生教授级高工的指导下，建立了新的页岩气藏气井流动物质平衡方法，取得了如下主要创新性认识：

1. 将物质平衡方程看成分段函数，能较为精确地确定气井物质平衡方程。通过实际数据计算发现，在气井生产早期，目前的泄油半径和最终的泄油半径的平方比与地层压力呈线性关系，当地层压力降到临界值时，平方比的值为1，泄油半径和动态储量不发生变化。基于此泄油半径函数规律，提出一种改进的流动物质平衡方程（图1，图2）。

2. 泄油半径随着气井生产而变化，具体内涵为：生产早期，一方面，地层压力逐渐降低，降低速度较大，压力传播范围逐渐扩大，但是扩大速度逐渐降低，表现为泄油半径逐渐增加；另一方面，地应力逐渐增加，出现应力敏感现象，裂缝闭合，有效孔隙被支撑剂颗粒堵塞，表现为泄油半径逐渐降低（图3）。因此，综合上述两方面影响，压力传播范围的扩大对泄油半径的增加占主导因素，气井泄油半径逐渐增加。生产中后期，因压力传播范围扩大的范围较少，裂缝闭合程度逐渐增大，但是增大速度较小，总体上表现为气井的泄油半径不变。

3. 利用势的叠加定理，在产能方程的基础上，利用气井最终的动态储量，得到改进的新的页岩气藏气井流动物质平衡方程（式1，式2）。最后，对典型区块4口页岩气井的动态储量进行了计算。计算结果表明，和传统的流动物质平衡方程相比，新的流动物质平衡方程拟合精度更高，计算的动态储量更符合油田实际开发经验（图4，图5）。

            图1 页岩气藏Ⅰ动态储量拟合曲线图    

图2 页岩气藏Ⅰ可变泄油半径和理想曲线拟合图

 (a) 气井早期生产缝网模式图              (b) 裂缝闭合缝网模式图

图3 页岩气井裂缝闭合机理模式图

图4 改动的流动物质平衡方程拟合图

图5 传统流动物质平衡方程拟合图

该研究受到国家自然科学基金（51774256，52274042）的资助。成果发表于国际石油工程领域国际权威期刊《SPE Journal》上，Tingting Qiu; Yunsheng Wei; Haijun Yan; Minhua Chen；Pengcheng Liu*. Improved Flow Material Balance Equation for Dynamic Reserve Calculation Considering Variable Gas Drainage Radius in Shale Gas Reservoirs. SPE Journal, 2024. 1-15, SPE-219750-PA, [IF2022=3.6]

全文链接：https://doi.org/10.2118/219750-PA