FN4超低渗透油藏体积压裂数值模拟研究

发布时间：2020-08-07 12:49

【摘要】：随着我国经济体量的持续扩大,油气需求不断攀升,而常规油气资源逐渐减少,供需矛盾日益加剧,而以超低渗透油藏为代表的非常规油气将成为潜在的接替资源。目前,“水平井+体积压裂”技术使得超低渗透油藏等非常规油气得以成功开发,但其研究还存在一些难题亟待解决:例如体积压裂水平井渗流特征、模拟关键点、影响产能和开发效果参数敏感性分析及优化、体积压裂水平井整体部署方案等。因此,揭示体积压裂水平井渗流特征、归纳模拟关键点、得出影响产能和开发效果参数敏感性和优化方案以及确定体积压裂水平井整体部署方案对于加快我国超低渗透油藏的有效开发乃至提升国家能源战略安全具有重大意义。本文以新疆油田FN4超低渗透油藏地质、地震和测井等数据为基础,建立了三维地质模型以及体积压裂水平井物理模型和数学模型;针对人工裂缝的处理和考虑低渗透油藏特点等,归纳了模拟关键点;结合超低渗透油藏均质模型和数值模拟正交试验法分析了影响产能和开发效果参数敏感性,包括水平段长度、井距、裂缝半长、裂缝间距、压裂液总量、排量、孔隙度和渗透率等8个参数;运用CMG软件和DK-LS-LGR方法,在衰竭式开发方式下,进行了FN4油藏子模型水平井体积压裂影响产能和开发效果参数模拟优化,包括水平井方向、井距、水平段长度、裂缝半长、裂缝间距、压裂液总量和排量等7个参数;借鉴参数优化设计,进一步开展了FN4油藏全区模型体积压裂水平井整体部署方案优选,包括方案设计和开发指标预测。基于对新疆油田FN4超低渗透油藏体积压裂的理论分析和数值模拟研究,归纳的模拟关键点、得出的影响产能和开发效果主控因素、优选的水平井体积压裂参数优化设计以及水平井整体部署方案对于有效开发超低渗透油藏具有一定的指导意义。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE357
【图文】：

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中国石油大学（北京）硕士专业学位论文作为现代压裂理论发展的根基，体积压裂的提出，颠覆了传统的压裂理论。常规压裂的基础是以线弹性断裂力学为核心的经典理论，而体积压裂产生的是复杂的裂缝网络系统，裂缝的起裂和扩展不但是裂缝的张性破坏，同时还存在剪切、滑移和错断等复杂的力学行为[3]。如图 1.1 所示，体积压裂通过将储层打碎，实现储层在长、宽、高三维方向的立体改造，大幅增大渗流面积和裂缝导流能力，从而提高油井产能和油藏采出程度

压裂缝,微地震,体积,压裂

图 1.2 体积压裂缝网微地震监测图Fig. 1.2 Microseismic monitoring map of volume fracturing netwo压裂复杂缝网形态的影响因素质因素已有研究成果表明，影响储层体积压裂复杂缝网发育程度多，主要包括储层岩石力学性质、应力场、天然裂缝方向天然裂缝胶结程度等[4,5]。程因素已有研究成果表明，影响储层体积压裂复杂缝网发育程度有很多，主要包括裂缝内净压力、压裂液黏度、压裂液总压以及缝间干扰等。储层体积压裂复杂缝网的发育程度和形态同时受到地质因]。地质因素作为控制因素，其决定了储层体积压裂时能况下，岩石脆性指数高、天然裂缝发育好、胶结弱以及水

示意图,模型数,示意图,双渗模型

图 1.3 Warren-Root 模型数值模拟示意图Fig. 1.3 Numerical simulation diagram of Warren-Root model1976 年，Kzaemi[46]针对裂缝性油藏中的油水两相流问题，使用双重介质模其进行了模拟，且在介质微可压缩条件下，通过大尺度平均理论对其进行了理导。1995 年，Lim 和 Aziz[47]针对该模型进一步加以研究和理论推导，得出了不件下的岩石形状因子计算方法。2010 年，Du[48]提出了双孔模型的工作流，通过井筒成像、测井解释、压裂措施和微地震数据等构建油藏模型以及离散裂缝模型，并将其粗化为数值模2010 年，Cipolla 和 Rubin[49]针对致密油和页岩储层体积压裂复杂裂缝系统整体建模时，基于双渗模型提出了 DK-LS-LGR（双渗模型、对数间距变化、网格加密）方法。该方法不但能够保证裂缝系统模拟的进度，而且能够降低模计算量。2015 年，Gorgonio[50]等提出了一种新的模型来模拟非常规油气藏中生产的

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