各向异性储层多裂缝不稳态渗流研究

发布时间：2020-04-02 07:44

【摘要】：在矩形各向异性储层压裂过程中,由于渗透率各向异性以及地应力分布不均匀等因素的影响,大量水力裂缝与渗透率主轴之间存在一定夹角,导致斜角垂直裂缝井或斜角裂缝水平井的渗流问题变得复杂。本文基于各向异性储层渗流机理和垂直裂缝井点源函数理论,考虑储层各向异性及裂缝与渗透率主轴之间的夹角,利用坐标变换建立斜角垂直裂缝数学模型,对斜角垂直裂缝及斜角垂直裂缝水平井拟稳态产能与不稳态压力动态进行了深入研究,为各向异性储层垂直裂缝井的压裂设计提供了理论依据。以直井点源函数为基础,将斜角垂直裂缝视为均匀流量的斜角直线汇,对点汇沿斜直线积分建立矩形各向异性储层斜角垂直裂缝井及斜角垂直裂缝水平井拟稳态产能模型,分析储层渗透率各向异性、裂缝转向角及无量纲导流能力对无量纲生产指数曲线的影响。研究发现,裂缝转向角与渗透率各向异性共同影响生产指数,斜角垂直裂缝与优势渗流方向夹角越大,生产指数越高。建立矩形压敏气藏垂直裂缝井不稳态渗流数学模型,采用拟函数方法将其线性化,求得Laplace空间解,绘制了定产时的压力降落曲线和定压时的产量递减曲线及累积生产曲线。以平面点汇为基础,对点汇沿斜直线积分得到矩形各向异性储层斜角垂直裂缝定产时的不稳态压力分布函数,与文献中的解及数值解进行对比,验证了本文模型的准确性,进一步分析了渗透率各向异性与裂缝转向角等因素对压力动态曲线的影响。利用叠加原理建立了常规矩形封闭储层多段压裂水平井不稳态渗流数学模型,叠加导流能力影响函数求得Laplace空间解析解,绘制了不同裂缝参数条件下的压力动态曲线图版。研究发现,裂缝条数增多、间距增大、缝长增大、导流能力增大,都会使得压力及压力导数减小。基于单个斜角垂直裂缝模型,利用叠加原理建立了各向异性储层斜角垂直裂缝水平井不稳态渗流数学模型,分析了渗透率各向异性、裂缝与水平井筒夹角及裂缝导流能力对典型曲线的影响。
【图文】：

图 2-1 毛管中流体运动示意图 图 2-2 各向异性渗透率坐标示意图对于某一种多孔介质，其渗透率张量和在某一特定压力梯度下的渗流速度矢一定的，但张量和矢量的分量都会随着坐标轴的取向而发生相对变化。比如某一固定的渗流速度矢量 v，如果坐标轴的取向与渗流速度的方向一致，则v， ==0yzv v。同理，如果将坐标轴的取向转动到某一适当方向，使得=====0xzyxyzzxzykkkkk，，则渗透率张量将变为对角张量，这时坐标轴 x、方向为渗透率张量的主轴方向，相应地，达西定律有所简化，写成如下形式mkPvmmm = μ，ZZYYXXkkk000000k =，m = X,Y,Z（2-3）二维情形（如图 2-2 所示）（kxy= kyx）：mkPvmmm = μ，XXxxxykkkkkk00k ==，m = X,Y（2-4

图 2-1 毛管中流体运动示意图 图 2-2 各向异性渗透率坐标示意图对于某一种多孔介质，其渗透率张量和在某一特定压力梯度下的渗流速度矢一定的，但张量和矢量的分量都会随着坐标轴的取向而发生相对变化。比如某一固定的渗流速度矢量 v，如果坐标轴的取向与渗流速度的方向一致，则v， ==0yzv v。同理，如果将坐标轴的取向转动到某一适当方向，使得=====0xzyxyzzxzykkkkk，则渗透率张量将变为对角张量，这时坐标轴 x、方向为渗透率张量的主轴方向，相应地，达西定律有所简化，写成如下形式mkPvmmm = μ，ZZYYXXkkk000000k =，m = X,Y,Z（2-3）二维情形（如图 2-2 所示）（kxy= kyx）：mkPvmmm = μ，XXxxxykkkkkk00k ==，m = X,Y（2-4
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE312

【参考文献】

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本文编号：2611666