1.一种油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,包括以下步骤:测试不同温度下油页岩的密度、孔隙度、热传导系数,通过数据拟合得到温度‑密度变化模型、温度‑孔隙度变化模型、以及温度‑热传导系数变化模型;
根据所述温度‑孔隙度变化模型,建立温度‑渗透率变化模型;
根据所述温度‑密度变化模型和所述温度‑热传导系数变化模型,计算获得不同温度下油页岩的热扩散系数;
建立电加热器能量转化的数学模型,根据所述数学模型计算加热效率;
建立油页岩原位加热生产的温度场,并根据所述温度场,获得耦合温度场的渗流压力场解析解;
根据所述温度‑渗透率变化模型和所述渗流压力场解析解建立产量计算模型;
根据所述产量计算模型,计算油页岩原位加热生产的产能。
2.根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,所述温度‑渗透率变化模型为:
式中:K为油页岩储层渗透率,mD;φ为油页岩储层孔隙度,%;Swi为油页岩储层束缚水3
饱和度,%;ρo、ρw分别为热解生成的页岩油、束缚水密度,kg/m。
3.根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,所述热扩散系数通过下式进行计算:
2 3
式中:α为热扩散系数,m/s;λ为热传导系数,W/(m·K);ρ为油页岩密度,kg/m ;c为油页岩比热容,J/(kg·℃)。
4.根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,所述电加热器能量转化的数学模型为:
3
式中:η为加热效率,%;c为油页岩比热容,J/(kg·℃); 为j时刻油页岩密度,kg/m ;N为将油页岩储层空间离散后的单元圆环的个数,无量纲;Vn为第n个油页岩单元圆环的体
3 i‑j
积,m ; 分别为i时刻和j时刻油页岩单元圆环的温度,℃;t 为i时刻和j时刻的时间差,s;Pe为电加热器的额定功率,W。
5.根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,所述油页岩原位加热生产的温度场为:
T(x,t)=erf(X)(T0‑T∞)+T∞ (5)式中:T(x,t)为t时刻时距离加热井x处的温度,℃;erf(X)为误差函数;T0为温度场的初始条件,即T(x,0)=T0;T∞为边界处的温度,℃;η为加热效率,%;x为储层中任一点到加热2
井的距离,m;α为热扩散系数,m/s;t为生产时间,s。
6.根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,所述渗流压力场解析解通过下式进行计算:i
式中:p 为任意油页岩单元的压力,MPa;pe为供给边界压力,MPa;pwf为井底压力,MPa;xi
为储层中任一点到加热井的距离,m;r为裂解区内最靠近加热井的油页岩单元到加热井的距离,m;L为生产井到加热井的距离,m;θ为油页岩单元到加热井直线与加热井到生产井直线的夹角,°;rw为油井半径,m。
7.根据权利要求1所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,其特征在于,所述产量计算模型为:
3
式中:q为产量,m/s;θ为油页岩单元到加热井直线与加热井到生产井直线的夹角,°;Δi i
x为网格长度,m;h为油页岩储层厚度,m;K为第i时刻下的油页岩渗透率,mD;p(θ)为第i时i
刻下裂解区油页岩的压力,MPa;pwf为井底流压,MPa;μo为页岩油黏度,mPa·s;re 为第i时刻下裂解区的供给边界,m;rw为油井半径,m。
8.一种油页岩原位加热生产的经济效益评价方法,其特征在于,包括以下步骤:根据权利要求1‑7中任意一项所述的油页岩原位加热生产的产能计算方法,计算油页岩原位加热生产的产能;
计算油页岩原位加热生产过程中的年投入支出费用;
根据所述产能计算油页岩原位加热生产过程中的年获收益;
根据所述年投入支出费用和所述年获收益,计算油页岩原位加热生产的年利润;
根据多年油页岩原位加热生产的年利润,计算收益速率,所述收益速率越大,经济效益越好。
9.根据权利要求8所述的油页岩原位加热生产的经济效益评价方法,其特征在于,所述年投入支出费用通过下式进行计算:式中:A为年投入支出费用,万元;Bw为建成一口井的价格,万元;M为井数,个;Y为生产年限,年;Pw为用电设备的年维护费用,万元;Ew为电费,元/kW·h;W为年用电量,kW·h;Ep为加热井人工费用,元/(人·井);Np1为加热井所需工人数量,人;Pp为生产井人工费用,元/(人·井);Np2为生产井所需工人数量,人。
10.根据权利要求8所述的油页岩原位加热生产的经济效益评价方法,其特征在于,所述年获收益通过下式进行计算:B=Qo·αo·P (11)所述年利润通过下式进行计算:S=B‑A (12)式中:B为年获收益,万元;Qo为页岩油年产量,桶;αo为商品销售量,%;P为商品价格,元/桶;S为年利润,万元;A为年投入支出费用,万元。