页岩储层体积压裂基质和裂缝耦合稳定渗流模型研究

发布时间：2019-08-03 12:57

【摘要】：页岩气藏渗流模型的研究是页岩气藏的开发的基础。页岩气藏的渗流通道包含纳米级、微米级以及毫米级裂缝孔隙。页岩气藏的渗流具有多尺度渗流的特性,有必要建立考虑页岩储层多尺度特性的渗流模型。本文将页岩储层体积压裂后页岩气的渗流场分为3个区域:基质区、微裂缝网络和水力压裂缝。假设页岩气在这三部分渗流区域中串联供气,且流动均为稳定渗流,不同区域交界面处的页岩气流量和储层压力相等。基于Hagen-Poiseulle方程,采用二叉树分形网络模型模拟储层中天然裂缝分布,得到了气体在二叉树分形网络中球面向心流的渗透率模型。基于球面向心流动假设,将储层体积压裂后页岩气渗流区域分为基质区、裂缝缝网区、水力压裂区,建立了页岩体积压裂基质与裂缝耦合的稳定渗流模型和页岩气井产能模型,并对页岩气井产能影响因素进行敏感性分析,为页岩气藏的开发提供科学指导和理论依据。得到成果和结论如下:(1)考虑纳米孔内游离气滑移流、过渡扩散和吸附气在岩石表面的扩散,建立了页岩气储层纳米孔隙视渗透率计算新模型;随着孔隙半径的增加,气体滑移渗透率增加,气体表面渗透率减小,过渡扩散渗透率变化很小;随着孔隙压力的增大,气体表面扩散渗透率和过渡扩散渗透率减小,滑移渗透率变化不大;随着孔隙半径和孔隙压力的增加,气体滑移渗透率对总渗透率的贡献增加,气体表面扩散渗透率对总渗透率的贡献减小,过渡扩散对于总渗透率的贡献很小,可以忽略。(2)在微裂缝截面积相同的情况下,圆形、椭圆形、矩形、正三角形四种截面的裂缝分形表观渗透率大小顺序为:圆形、椭圆形、矩形、三角形。基于裂缝分形表观渗透率计算新模型,进行了敏感性分析,结果表明:分形表观渗透率随着裂缝分形维数的增大而增大,随着裂缝分叉角增大先减后增;随着裂缝毛管长度级差系数的增加而减小;分形表观渗透率随着矩形裂缝宽与高比值的增大先增后减,随着椭圆裂缝长轴与短轴长度比值的增大而减小。(3)页岩气产量受地层压力、井底流压、不同渗流区域渗透率以及几何形态的影响;页岩气产量随着地层压力的增大而增大,随着井底流压的增大而减小,随着温度的升高而降低;随着基质区渗透率增大而明显增大;随微裂缝网络渗透率和水力裂缝渗透率的增大,页岩气产量变化不明显;随着气藏供给半径的增大而减小;随着井底供给半径的增大而增大;随着微裂缝网络折算半径的增大,页岩气产量出现小幅度降低。
【学位授予单位】：常州大学
【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：2522573