致密储层多尺度裂缝渗流规律研究

发布时间：2020-02-01 02:02

【摘要】：致密储层具有岩性致密、低孔低渗、微裂缝发育等典型特征,有效开发的前提是进行水力压裂。压裂后储层中存在多种不同尺度的裂缝,即人工主裂缝、人工次裂缝、天然微细裂缝等,都对开发效果有着一定的影响。不同尺度的裂缝渗流规律存在较大差异,不能笼统的采用一种模型对其进行描述,只有深入了解不同尺度裂缝的渗流机理,才能有针对性的实现致密储层的增产。为此,本文首先通过广泛调研总结了目前不同尺度裂缝的划分标准,即裂缝长度和宽度这两个几何特征指标,根据此标准将致密储层中的裂缝划分为人工裂缝与天然裂缝两个尺度。在此基础上建立数学模型,将考虑启动压力梯度的基质系统与以达西定律表征的天然裂缝系统作为双重介质处理,而以立方定律表征的人工裂缝则离散到天然裂缝系统中,而后利用有限元法对所建立的耦合模型进行求解,进而对不同尺度裂缝的渗流规律进行研究。结果表明,人工裂缝渗流能力对整个三介质系统的影响最大,能同时改变三种介质的渗流状况,天然裂缝系统渗流能力对系统的影响次之,主要影响其本身以及基质系统的渗流状况,基质系统的渗流能力对系统的影响最小,只能影响到自身的渗流状况;缝网的复杂程度只能在有限程度上产生增产的效果,并非缝网越复杂开发效果越好,需根据实际情况选择最佳的缝网形式以达到最佳的开发效果;立方定律受人工裂缝开度的影响比较大,因此立方定律存在一定的适用条件;当裂缝方位与生产井所在的储层对角线的夹角小于90度时,裂缝能起到正面作用,而且夹角越小,这种作用越明显,反之裂缝则会对压力传播起到阻挡作用;裂缝开度越大其相对周围天然裂缝的优势越明显,压力在其中传播速度越快;裂缝越长,压力波在裂缝中传播时间越长,压力波及面积越大;裂缝密度越大,压力在天然裂缝系统中的波及面积越大,同时也能使两种介质中的压力传播更加均衡。研究结果可以为致密储层多尺度介质渗流的研究提供一定的理论基础。
【图文】：

示意图,模型,示意图,立方定律

图 2-1 平行板模型示意图Fig.2-1 Sketch map of parallel plate model外普遍认为，单裂缝中的渗流通常可以用立方定律来表征。立方定律一对相隔一定距离的光滑平行板。图 2-1 为一个平行板裂缝的例子，间的距离为裂缝的开度 b。光滑平行板模型已经被 Snow[49]（1965）、等广泛应用。缝内是一维低速稳定流，并且构成裂缝的是足够宽的光滑平行板时，方程的一个解，，Lomize[51]（1951）、Louis（1969）等认为使用立方定三次方存在一定的关系。定律成立的条件是平行板表面光滑。然而，室内试验和现场施工发现糙的，在局部甚至是非平行的，并有可能是相互交错在一起的。征这种粗糙裂缝中的渗流，三维的 Navier-Stokes 方程是首选。但是考非常复杂，其计算难度非常大。因此，Tsang[52]（1984）、Brown[53]（

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限元法的计算原理型的主要步骤有两个：第一，求解区域的离散，单元；第二，试探函数的应用，即用多项式函数程组，联立各单元特性方程组，构成原求解区域程中，考虑到模型的泛函可能不存在，一般采用也有着重要影响。因此以下主要对等效积分形式分方程组(3-1) ，可表示为未知场函数 u 应()0()()21 AuAuA u(在 Ω 内) 如图 3-1 所示。同时未知场函数还应满足式(3-2)
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE312

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