随着页岩气、致密气和煤层气等非常规天然气资源快速开发，水力压裂已成为提高低渗气藏产能的重要手段。压裂后滞留压裂液通常会在裂缝附近诱发气水两相流，而远离裂缝的区域仍以单相气流为主。传统全域数值模拟需要大量网格剖分和迭代计算，计算成本较高；单纯解析或半解析模型又难以准确刻画近裂缝复杂两相流。针对这一问题，我校能源学院博士研究生梁彦忠在导师滕柏路教授的指导下，提出了一种面向气藏多裂缝水平井的混合半解析模型：近裂缝两相区采用有限差分方法求解，外围单相气区采用拉普拉斯域格林函数解析描述，并通过界面压力连续和流量连续实现耦合，从而在保持计算效率的同时捕捉气水两相瞬态流动行为。取得了如下主要创新性认识：

1. 建立了近裂缝气水两相区与外围单相气区耦合的混合半解析模型。该模型基于几何与流动对称性，将多裂缝水平井全域简化为单条裂缝周围的1/4子域；两相区采用饱和度相关的非线性控制方程和有限差分离散，单相区采用格林函数解析解，并在两类区域交界面满足压力与通量连续（图1）。

2. 通过与CMG商业模拟器和全有限差分模型对比，验证了所提模型的可靠性。结果表明，半解析模型计算的产气速率与两类基准模型吻合良好；在相同计算条件下，其计算效率较全有限差分方法提高约5–7倍。同时，若忽略近裂缝两相区，将明显高估累计产气量，难以反映压裂液滞留造成的实际流动阻力（图2、图3）。

3. 借助Blasingame递减曲线识别出五类典型流态：早期双线性流、早期线性流、拟边界控制流、中期线性流和边界控制流。参数分析表明，较高裂缝导流能力会使半斜率线性流特征更加明显，但超过临界水平后对累计产量提升有限；较高初始含水饱和度会降低累计产气量并增加累计产水量；增加裂缝长度可显著延长早期线性流阶段并提高累计产量（图4）。

 图1 基于几何与流动对称性的多裂缝水平井1/4简化模型

图2 本文模型与CMG模型、全有限差分模型的产气速率和运行时间对比

图3 考虑与忽略近裂缝两相区对Blasingame递减曲线和累计产气量的影响

图4 多裂缝水平井Blasingame递减曲线及流态识别

该研究受到国家自然科学基金（52474051）的资助。成果发表于《SPE Journal》：Yanzhong Liang; Jiujie Cai; Jiazheng Liu; Bailu Teng*. A Hybrid Semianalytical Model for Studying the Two-Phase Flow Behavior of Multifractured Horizontal Wells in Gas Reservoirs. SPE Journal, 2026.

全文链接：https://doi.org/10.2118/233410-PA