天然裂缝气藏部分压开裂缝井生产动态分析方法
发布时间：2021-01-14 17:46
我国天然裂缝气藏资源潜力大、分布广泛,然而大多数裂缝性气藏呈现低渗、致密的特点,需采用压裂技术才能得以高效开发。经压裂后形成的垂直裂缝在纵向上往往不能贯穿整个储层,特别是在巨厚层进行压裂时,通常形成部分压开缝。因此,构建该类气藏部分压开井的生产动态分析方法,具有十分重要的意义。本文首先阐述了天然裂缝气藏的基本渗流特性,随后基于双重介质模型,通过定义基质系统拟压力函数、裂缝系统拟压力函数及拟时间因子,推导得到了考虑渗透率各向异性及应力敏感性的天然裂缝气藏渗流控制方程。此外,基于物质平衡理论,建立了裂缝型双重介质、缝洞型三重介质气藏物质平衡方程。在此基础上,本文从单一天然裂缝气藏部分射开直井出发,利用Laplace变换、有限Fourier余弦变换方法,分别求取了无限大、圆形外边界定压和圆形外边界封闭的部分射开直井点汇和线汇解,并对压力及压力导数曲线进行了流动段划分。为了考虑天然裂缝气藏近井地带与远井区域的物性差别,建立了圆形复合气藏部分射开直井不稳态渗流模型,分析了关键参数对产量曲线的影响规律,明确了产量主控因素。基于单一圆形和圆形复合天然裂缝气藏部分射开直井的点汇解,利用叠加原理思想,求...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多重孔隙介质模型示意图
4Gong等（2011）利用离散裂缝模型，开展了考虑吸附解吸、渗透率应力敏感、非达西效应在内的页岩气藏压裂水平井数值模拟，并应用于云贵高原的一口页岩气井中的历史拟合及动态预测中。图1-2利用非结构化网格构建离散裂缝模型示意图（SPE146842）Egya等（2019）利用离散裂缝模型，研究了裂缝的导流能力变化及生产井的位置对压力动态的影响规律。尽管离散裂缝网络模型在刻画裂缝方面具有得天独厚的优势，然而，利用这一方法的前提条件是能够准确获得地下裂缝网络的分布位置，每条裂缝的方位、长度及开度等信息，但这在实际的油气藏动态分析中，显然是不太可能的。（4）嵌入式离散裂缝模型嵌入式离散裂缝模型（EDFM）由Lee等人（2001）最先提出，后经Li和Lee（2008）发展和完善。在Li和Lee（2008）研究中，将裂缝近似为垂直矩形平板。考虑到Li和Lee（2008）仅研究了垂直裂缝，Moinfar等人（2014，SPE-154246）拓展了嵌入式离散裂缝模型，研究了倾斜裂缝，即裂缝可以有任意的倾角和走向。由于受“应力阴影”效应和天然裂缝的影响，压裂过程中还会出现非共面裂缝的情况。Xu等（2017，SPE-183647）通过将非共面裂缝离散为几个相邻的共面裂缝方法，将开度不均一的裂缝离散为若干个相邻的等开度裂缝，考虑了非共面裂缝及变裂缝开度的影响，进一步改进了嵌入式离散裂缝模型。朱大伟等（2020）提出了一种支持角点网格的嵌入式离散裂缝模型，模型考虑了裂缝开度的非均匀性，并利用角点网格在近井周围进行局部网格加密，因此可准确描述近井地带复杂的渗流过程。嵌入式离散裂缝模型避免了非结构化网格带来的计算效率低等问题得。此外，该方法可以与已有的有限差分模拟器方便地结合起来。嵌入式离散裂缝模型在模
9图1-3部分压开垂直裂缝多段压裂水平井示意图近年来，Zeng等（2017，2018，2019）借鉴三线性流、五线性流等复合线性流模型的思路，提出了一种计算多段部分压开垂直裂缝水平井的七线性渗流模型，即将每条裂缝控制范围内的四分之一区域分为七个区，每一区均假设为一维线性渗流，各区之间的交界面处满足压力相等、流量连续条件。他们利用这一方法分别研究了非均质页岩气井、考虑启动压力梯度致密油井和考虑支撑剂部分填充（即空间变导流）的部分压开多段压裂水平井压力及产量动态。线性复合渗流模型在求解矩形地层有限导流裂缝的渗流问题中具有不可比拟的优势。然而，该方法无法观察到部分压开引起的球形流及中期径向流等流动形态。国内研究者在部分压开垂直裂缝方法也取得了较为丰硕的成果。研究中所用的方法主要有：椭圆渗流理论（刘曰武和刘慈群，1997）、Green函数和Newman程积法（卢德堂等，2011；楼湘等，2002；陈圣元和张岩，2013）、点源函数结合点汇叠加原理（郭晶晶，2013；任俊杰等，2013），地层与裂缝流动耦合半解析方法（许江文等，2013；陈军等，2016）。以上综述表明，大多数针对部分压开裂缝井的研究仅考虑了无限导流，而对于有限导流裂缝则很少研究，即使研究也只是采用了边界元等数值方法求解裂缝与地层渗流方程耦合所得到的Fredholm型积分方程。该方法与叠加导流能力影响函数相比，求解过程较为复杂。除此之外，大多数研究者仅关注压力动态分析，而针对部分压开裂缝井的产量递减分析的研究则较少，特别是有量纲产量递减模型、复合模型更少。
【参考文献】：
期刊论文
[1]局部网格加密与嵌入式离散裂缝模型耦合预测压裂改造井产能[J]. 朱大伟,胡永乐,崔明月,陈彦东,梁冲,蔡文新,何艳辉,王小勇,陈辉,李想. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]体积改造技术理论研究进展与发展方向[J]. 胥云,雷群,陈铭,吴奇,杨能宇,翁定为,李德旗,蒋豪. 石油勘探与开发. 2018(05)
[3]非常规油气“缝控储量”改造优化设计技术[J]. 雷群,杨立峰,段瑶瑶,翁定为,王欣,管保山,王臻,郭英. 石油勘探与开发. 2018(04)
[4]考虑裂缝变导流能力的致密气井现代产量递减分析[J]. 孙贺东,欧阳伟平,张冕,唐海发,陈长骁,马旭,付中新. 石油勘探与开发. 2018(03)
[5]基于数值模型的气井现代产量递减分析及动态预测[J]. 孙贺东,欧阳伟平,张冕. 石油学报. 2017(10)
[6]裂缝性碳酸盐岩油气藏渗流机理研究进展[J]. 张烈辉,李成勇,赵玉龙,吴锋. 地球科学. 2017(08)
[7]涪陵页岩气田“井工厂”技术[J]. 张金成,艾军,臧艳彬,杨海平,陈小锋. 石油钻探技术. 2016(03)
[8]两区复合气藏有限导流垂直裂缝井压力动态分析[J]. 陈军,杨峻懿,刘启国,周丽莎,杨学锋. 钻采工艺. 2016(02)
[9]部分压开页岩气井产能递减分析[J]. 任俊杰,郭平,彭松,王永洪. 钻采工艺. 2015(02)
[10]矩形油藏多段压裂水平井不稳态压力分析[J]. 王晓冬,罗万静,侯晓春,王军磊. 石油勘探与开发. 2014(01)
博士论文
[1]基于多重运移机制的页岩气渗流机理及试井分析理论研究[D]. 郭晶晶.西南石油大学 2013
本文编号：2977259
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多重孔隙介质模型示意图
4Gong等（2011）利用离散裂缝模型，开展了考虑吸附解吸、渗透率应力敏感、非达西效应在内的页岩气藏压裂水平井数值模拟，并应用于云贵高原的一口页岩气井中的历史拟合及动态预测中。图1-2利用非结构化网格构建离散裂缝模型示意图（SPE146842）Egya等（2019）利用离散裂缝模型，研究了裂缝的导流能力变化及生产井的位置对压力动态的影响规律。尽管离散裂缝网络模型在刻画裂缝方面具有得天独厚的优势，然而，利用这一方法的前提条件是能够准确获得地下裂缝网络的分布位置，每条裂缝的方位、长度及开度等信息，但这在实际的油气藏动态分析中，显然是不太可能的。（4）嵌入式离散裂缝模型嵌入式离散裂缝模型（EDFM）由Lee等人（2001）最先提出，后经Li和Lee（2008）发展和完善。在Li和Lee（2008）研究中，将裂缝近似为垂直矩形平板。考虑到Li和Lee（2008）仅研究了垂直裂缝，Moinfar等人（2014，SPE-154246）拓展了嵌入式离散裂缝模型，研究了倾斜裂缝，即裂缝可以有任意的倾角和走向。由于受“应力阴影”效应和天然裂缝的影响，压裂过程中还会出现非共面裂缝的情况。Xu等（2017，SPE-183647）通过将非共面裂缝离散为几个相邻的共面裂缝方法，将开度不均一的裂缝离散为若干个相邻的等开度裂缝，考虑了非共面裂缝及变裂缝开度的影响，进一步改进了嵌入式离散裂缝模型。朱大伟等（2020）提出了一种支持角点网格的嵌入式离散裂缝模型，模型考虑了裂缝开度的非均匀性，并利用角点网格在近井周围进行局部网格加密，因此可准确描述近井地带复杂的渗流过程。嵌入式离散裂缝模型避免了非结构化网格带来的计算效率低等问题得。此外，该方法可以与已有的有限差分模拟器方便地结合起来。嵌入式离散裂缝模型在模
9图1-3部分压开垂直裂缝多段压裂水平井示意图近年来，Zeng等（2017，2018，2019）借鉴三线性流、五线性流等复合线性流模型的思路，提出了一种计算多段部分压开垂直裂缝水平井的七线性渗流模型，即将每条裂缝控制范围内的四分之一区域分为七个区，每一区均假设为一维线性渗流，各区之间的交界面处满足压力相等、流量连续条件。他们利用这一方法分别研究了非均质页岩气井、考虑启动压力梯度致密油井和考虑支撑剂部分填充（即空间变导流）的部分压开多段压裂水平井压力及产量动态。线性复合渗流模型在求解矩形地层有限导流裂缝的渗流问题中具有不可比拟的优势。然而，该方法无法观察到部分压开引起的球形流及中期径向流等流动形态。国内研究者在部分压开垂直裂缝方法也取得了较为丰硕的成果。研究中所用的方法主要有：椭圆渗流理论（刘曰武和刘慈群，1997）、Green函数和Newman程积法（卢德堂等，2011；楼湘等，2002；陈圣元和张岩，2013）、点源函数结合点汇叠加原理（郭晶晶，2013；任俊杰等，2013），地层与裂缝流动耦合半解析方法（许江文等，2013；陈军等，2016）。以上综述表明，大多数针对部分压开裂缝井的研究仅考虑了无限导流，而对于有限导流裂缝则很少研究，即使研究也只是采用了边界元等数值方法求解裂缝与地层渗流方程耦合所得到的Fredholm型积分方程。该方法与叠加导流能力影响函数相比，求解过程较为复杂。除此之外，大多数研究者仅关注压力动态分析，而针对部分压开裂缝井的产量递减分析的研究则较少，特别是有量纲产量递减模型、复合模型更少。
【参考文献】：
期刊论文
[1]局部网格加密与嵌入式离散裂缝模型耦合预测压裂改造井产能[J]. 朱大伟,胡永乐,崔明月,陈彦东,梁冲,蔡文新,何艳辉,王小勇,陈辉,李想. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]体积改造技术理论研究进展与发展方向[J]. 胥云,雷群,陈铭,吴奇,杨能宇,翁定为,李德旗,蒋豪. 石油勘探与开发. 2018(05)
[3]非常规油气“缝控储量”改造优化设计技术[J]. 雷群,杨立峰,段瑶瑶,翁定为,王欣,管保山,王臻,郭英. 石油勘探与开发. 2018(04)
[4]考虑裂缝变导流能力的致密气井现代产量递减分析[J]. 孙贺东,欧阳伟平,张冕,唐海发,陈长骁,马旭,付中新. 石油勘探与开发. 2018(03)
[5]基于数值模型的气井现代产量递减分析及动态预测[J]. 孙贺东,欧阳伟平,张冕. 石油学报. 2017(10)
[6]裂缝性碳酸盐岩油气藏渗流机理研究进展[J]. 张烈辉,李成勇,赵玉龙,吴锋. 地球科学. 2017(08)
[7]涪陵页岩气田“井工厂”技术[J]. 张金成,艾军,臧艳彬,杨海平,陈小锋. 石油钻探技术. 2016(03)
[8]两区复合气藏有限导流垂直裂缝井压力动态分析[J]. 陈军,杨峻懿,刘启国,周丽莎,杨学锋. 钻采工艺. 2016(02)
[9]部分压开页岩气井产能递减分析[J]. 任俊杰,郭平,彭松,王永洪. 钻采工艺. 2015(02)
[10]矩形油藏多段压裂水平井不稳态压力分析[J]. 王晓冬,罗万静,侯晓春,王军磊. 石油勘探与开发. 2014(01)
博士论文
[1]基于多重运移机制的页岩气渗流机理及试井分析理论研究[D]. 郭晶晶.西南石油大学 2013
本文编号：2977259
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