煤层气藏压裂井自改造动态模拟

发布时间：2017-04-12 22:07

  本文关键词：煤层气藏压裂井自改造动态模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤层气在储层中的流动受到自改造效应、基质解吸、扩散等物理过程的综合影响,煤层气藏实际开发实践表明,自改造效应对气井尤其是压裂气井产量影响很大,因此,有必要对煤层气藏自改造效应及其对产量的影响规律进行研究。通过对煤层气藏压裂井自改造效应进行了数值模拟研究,取得的主要成果和结论如下：(1)自改造效应的具体表现为在煤层气开采初期,有效应力处于主导地位,有效应力增大,储层渗透率降低,气井产量降低。在开发中后期,煤基质解吸导致的基质收缩处于主导地位,基质收缩储层渗透率增大,气井产量增大。(2)建立了考虑有效应力、基质收缩和Klinkenberg效应的渗透率模型。(3)建立了煤层气渗流的三维、双重介质、气—水两相产能模型,该模型考虑了煤层气的吸附、扩散、自改造效应等物理过程,考虑了人工裂缝的问题,采用了IMPES方法对模型进行了求解。(4)运用Visual Basci 6.0中文版编制了煤层气藏压裂井自改造动态模拟程序来求解相关模型,该程序对于研究自改造效应和预测煤层气压裂井的开发动态提供了一个有利的工具。(5)计算研究了杨氏模量、初始微裂缝压缩系数、兰氏应变常数、兰氏压力、滑脱系数和泊松比对渗透率的影响。(6)计算研究了不同杨氏模量、兰氏压力、兰氏体积、初始微裂隙渗透率、初始微裂隙孔隙度、井底流压、裂缝长度和导流能力下自改造效应对产能的影响。
【关键词】：煤层气 自改造 数值模拟 敏感性分析
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 国外自改造效应研究概况9-11
• 1.2.2 国外煤层气产能模拟器的研究概况11-12
• 1.2.3 国内自改造效应研究概况12-13
• 1.2.4 国内煤层气藏产能模拟器研究现状13
• 1.3 主要研究内容、方法和技术路线13-14
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 研究方法14
• 1.3.3 技术路线14
• 1.4 主要研究成果14-16
• 第2章 煤储层储集与采出特征16-24
• 2.1 煤储层基质孔隙16
• 2.2 煤储层裂隙特征16-18
• 2.3 煤层气的储集特征18-21
• 2.3.1 煤层气溶解态18-19
• 2.3.2 煤层气游离态19
• 2.3.3 煤层气吸附态19-21
• 2.4 煤层气运移特征21-22
• 2.4.1 基质中煤层气的扩散21-22
• 2.4.2 裂隙中煤层气的渗流22
• 2.5 煤层气的产出机制22-24
• 2.5.1 饱和煤层气藏煤层气产出机制23
• 2.5.2 非饱和煤层气藏煤层气产出机制23-24
• 第3章 煤层气储层自改造效应动态渗透率模型24-38
• 3.1 影响煤层气储层渗透率的因素24-26
• 3.1.1 有效应力对渗透率的影响24-25
• 3.1.2 煤基质收缩对渗透率的影响25
• 3.1.3 克林肯伯格效应对渗透率的影响25-26
• 3.2 数学模型26-33
• 3.2.1 孔隙度方程27
• 3.2.2 渗透率方程27-33
• 3.3 渗透率敏感性分析33-38
• 3.3.1 杨氏模量对渗透率的影响34-35
• 3.3.2 初始微裂隙压缩系数对渗透率的影响35
• 3.3.3 兰氏应变常数对渗透率的影响35-36
• 3.3.4 兰氏压力对渗透率的影响36
• 3.3.5 滑脱系数对渗透率的影响36-37
• 3.3.6 泊松比对渗透率的影响37-38
• 第4章 煤层气储层压裂井产能数学模型38-54
• 4.1 煤储层物理模型38-39
• 4.2 煤储层数学模型39-43
• 4.2.1 假设条件39
• 4.2.2 数学模型39-40
• 4.2.3 基质系统中的煤层气的解吸和扩散过程40
• 4.2.4 边界条件40-42
• 4.2.5 特殊参数的处理42-43
• 4.3 煤层气井产能数值模型43-44
• 4.4 IMPES方法求解44-49
• 4.4.1 求解基本思路44-45
• 4.4.2 IMPES基本解法45-48
• 4.4.3 非线性方程组线性化48
• 4.4.4 差分方程的稳定性和收敛性48
• 4.4.5 求解方程48-49
• 4.5 参数、导数项及边界条件的处理49-52
• 4.5.1 参数处理49-51
• 4.5.2 导数项的处理51
• 4.5.3 外边界条件的处理51-52
• 4.6 裂缝网格及导流能力的处理52-54
• 4.6.1 裂缝网格处理52-53
• 4.6.2 裂缝导流能力处理53-54
• 第5章 煤层气藏压裂井自改造动态模拟程序54-58
• 5.1 主程序结构54-55
• 5.2 主程序开发55-58
• 5.2.1 主程序的模块化设计55
• 5.2.2 参数输入界面55
• 5.2.3 计算结果输出55-58
• 第6章 实例计算及敏感性分析58-65
• 6.1 基础参数58-59
• 6.2 考虑和不考虑自改造效应的产能对比59
• 6.3 敏感性分析59-65
• 6.3.1 杨氏模量对产能的影响60
• 6.3.2 兰氏压力、兰氏体积对产能的影响60-61
• 6.3.3 储层初始微裂隙渗透率和孔隙度对产能的影响61-62
• 6.3.4 井底流压对煤层气井产量的影响62-63
• 6.3.5 人工裂缝长度和导流能力对气井产量的影响63-65
• 第7章 结论和建议65-66
• 7.1 结论65
• 7.2 建议65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果71

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