煤层气藏复杂结构井三重介质渗流理论研究

发布时间：2020-11-12 16:19

　　 煤层气作为一种重要的非常规天然气资源,在全球范围内储量较为丰富,是近四十年在国际上崛起的清洁、高效的化石能源之一。煤岩具有裂缝、割理和基质孔隙的三重孔隙网络;煤层气在流动过程中涉及到气体的基质孔隙的解吸、扩散、割理渗流和裂隙渗流等三个流动过程;受沉积环境和后期储层改造的影响,煤层气平面渗流非均质性较强,边界较复杂;随着水力压裂技术、水平井钻井技术的广泛应用,煤层气井井型也较为复杂。因此煤层气渗流过程比常规气藏复杂的多,开展煤层气藏三重介质复杂结构井渗流理论研究具有重要的意义。在煤岩微观孔隙结构特征、解吸-扩散-渗流机理实验基础上,建立直井、部分射孔直井、压裂直井、水平井、多分支水平井、分段压裂水平井、缝网压裂水平井等复杂结构井型的煤层气藏三重介质渗流数学模型,获得相应井型的井底压力响应函数和产量递减数学模型。利用边界元思想,建立了直井、部分射孔直井、压裂直井、水平井的不规则外边界、不规则内部不渗透区域和SRV影响区域的渗流数学模型,分析了不同边界类型和形状、不渗透块大小和形状、非均质区域大小和形状对井底压力响应特征和产量递减规律的影响,编制了煤层气藏单井动态评价软件,指导现场的单井动态控制储量评价、单井产能评价和产能预测工作。(1)提出了考虑解吸-扩散影响的煤岩渗流实验流程和评价方法,建立了直井、部分射孔井、压裂井、水平井、多分支水平井、分段压裂水平井、缝网压裂水平井等井型的煤层气藏三重介质渗流数学模型,分析了不同井型的井底压力响应特征和产量递减规律。研究结果表明:朗格缪尔参数、扩散系数、储容比影响裂隙系统径向流动阶段出现时间的早晚和产量递减的快慢。(2)求解了煤层气藏直井、部分射孔井、压裂井、水平井的边界元基本解,分析了不规则外边界、不规则内部不渗透块、不规则SRV复合区域对压力响应和产量递减规律的影响。研究结果表明:在面积相等前提下,不同形状的外边界可以用圆形边界近似代替;含有内部不渗透块时压力导数曲线略有上翘;SRV影响区域流度比、面积、形状、位置对压力响应特征和产量递减规律有影响。(3)编制的煤层气藏生产动态分析软件具有单井动态控制储量评价、原始产能评价、现今产能评价和产量预测等功能,解决了现场生产管理面临的煤层气井动态储量难预测,未来产量难预测的难题。综上所述,本文建立了一套煤层气藏三重介质复杂结构井渗流理论,探讨了煤层气藏压力响应和产量递减规律,研究结果对煤层气藏现场生产管理和高效开发,具有一定的理论指导意义。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE312
【部分图文】：

研究技术路线图

晶间孔 矿物晶粒之间的孔2.1.2 煤岩的割理和裂缝系统煤层中的裂隙一般分为两种：裂缝和割理，割理产生的因素较多（如图2-1、2-2），它与煤阶、组分、灰分含量、灰层厚度、煤层厚度等多种因素有关；裂缝多为地质构造作用产生，压性、张性、剪切等作用均能产生裂缝（如图2-3、2-4、2-5）；割理和裂缝是煤层气中游离气的主要储存空间，以及煤层气渗流的主要通道，对煤层气初期产量起至关重要的作用。图2-1 横向微割理发育 图2-2 局部发育微割理

晶间孔 矿物晶粒之间的孔2.1.2 煤岩的割理和裂缝系统煤层中的裂隙一般分为两种：裂缝和割理，割理产生的因素较多（如图2-1、2-2），它与煤阶、组分、灰分含量、灰层厚度、煤层厚度等多种因素有关；裂缝多为地质构造作用产生，压性、张性、剪切等作用均能产生裂缝（如图2-3、2-4、2-5）；割理和裂缝是煤层气中游离气的主要储存空间，以及煤层气渗流的主要通道，对煤层气初期产量起至关重要的作用。图2-1 横向微割理发育 图2-2 局部发育微割理
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本文编号：2880958