带有垂直裂缝的煤层气井气水两相渗流研究

发布时间：2019-03-01 13:41

【摘要】：煤层气是一种洁净的非常规天然气,在中国的天然气开发中占有重要地位。煤层气井在排水采气过程中会经历气、水两相流动阶段,导致煤层气藏压力动态发生变化。因而,本文主要目的是依据煤层气吸附解吸特征和排水采气原理,讨论煤层气井气、水两相渗流模型,这对于预测煤层气井生产的井底流压变化及产量动态具有非常重要的理论意义,也能对实际煤层气藏的生产起到指导作用。在求解煤层气井气、水两相渗流控制方程组时,由于煤层气藏吸附气量、气体偏差系数、气体粘度、综合压缩系数等都是压力的函数,还考虑到气、水两相渗流的特征,所以本文引入了不同于常规气藏的拟压力、拟时间函数使气、水两相流控制方程组线性化。将线性化的方程组进行无量纲处理,得到与油藏单相渗流控制方程组类似的形式。因此,参考油藏的求解方法就能求得煤层气井气、水两相渗流数学模型无量纲拟压力解,再结合煤层气藏两相物质平衡方程、微分物质平衡方程、煤层气藏两相流动综合压缩系数进行计算,从而求得煤层气藏压力变化和含气饱和度变化。本文采用不同的方法求解和分析三种煤层气井气、水两相渗流数学模型。一是煤层气藏直井气水两相流模型。在封闭边界井底定产量条件下,运用Laplace变换和Stehfest数值反演求解拟压力解,将应用实例的压力解与数值模拟解进行对比验证。二是煤层气藏垂直裂缝井一维两相流模型。在无限大煤层气藏一维两相流井底定产量条件下,采用相似性变换法求解拟压力解;对于封闭煤层气藏一维两相渗流,井底定产问题采用Laplace变换方法求解拟压力解,井底定压问题通过Duhamel褶积来求解产量解。另外,引入物质平衡拟时间,得到无量纲拟压力解和无量纲产量解趋势重合的曲线图。三是煤层气藏二维两相流垂直裂缝井模型。由于空间上存在二维变量,先后将数学模型作Fourier、Laplace变换和反变换,再运用Stehfest数值反演求得拟压力解。以上三种数学模型均给出相应的煤层气藏实际应用案例,并做出参数性分析,形成了可靠的预测煤层气井气、水两相渗流压力动态分析方法。
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【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE312

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本文编号：2432473