页岩气藏分段压裂水平井产量递减研究

发布时间：2017-04-15 07:03

  本文关键词：页岩气藏分段压裂水平井产量递减研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在水平井钻井技术和水力压裂技术发展迅猛的今天,页岩气储层由于自身具备的储量丰富、开发潜能巨大、开采寿命较长的优点,受到油气资源勘探开发的青睐,成为缓解能源短缺问题的重要切入点。压裂水平井渗流模型及产量递减方法研究是对页岩气井生产进行预测的前提和理论基础,对全面研究页岩气井生产动态、提高页岩气井产量具有重要意义。为了加强对页岩气藏分段压裂水平井产量递减方法的研究,从页岩储层水力压裂施工后形成不同缝网的条件:地质条件和压裂施工条件入手,研究了不同的缝网类型,讨论了生产过程中出现的渗流阶段。对于气井应用了无因次拟压力和无因次拟时间消除了生产过程中粘度和偏差因子等参数随压力变化造成的影响。对于页岩气藏应用了考虑解吸的综合压缩因子。根据缝网类型,建立并求解了适用于页岩气藏不同条件的分段压裂水平井的数学模型:线性双孔渗流模型、线性三孔渗流模型以及三线性渗流模型,绘制出了产量递减曲线。从地质条件和裂缝参数两方面对产量递减曲线的变化和生产过程中对渗流阶段造成影响的因素进行了敏感性分析,结果显示:不同渗流阶段,主要影响因素不同;不同压裂缝参数,生产过程中出现的渗流阶段不同。从定性和定量两方面讨论了不同地质条件和压裂施工条件下,产量递减方法研究中渗流模型的选取适用问题。模型参数相同的情况下,利用Eclipse数值模拟软件模拟生产,将得到的生产变化数据与渗流模型计算得到的理论数据进行拟合对比,拟合度较好,证明了论文中建立的模型可靠,可用于解决实际问题。最后,针对模型涉及未知参数较多问题,利用最优化参数拟合的基本思路,采用最小二乘方法逼近,建立了理论模型与实际参数拟合求解的方法。通过最优化参数拟合,能够求解出模型中包括渗透率、裂缝半长等一系列储层和裂缝参数。研究不同条件下渗流模型和产量递减曲线,能够为页岩气藏分段压裂水平井产量递减分析提高效率。现场应用中根据不同条件可以直接选择渗流模型。同时,最优化参数拟合的实现让分段压裂水平井众多参数的求解成为了可能。整篇论文的研究为今后国内页岩气藏分段压裂水平井的开采打下了坚实的理论基础。
【关键词】：页岩气藏 分段压裂 产量递减 数值模拟 最优化参数拟合
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE377
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题依据及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及主要问题10-13
• 1.2.1 页岩气孔隙分布研究现状10
• 1.2.2 页岩渗流机理研究现状及主要问题10-12
• 1.2.3 产量递减分析研究现状及主要问题12-13
• 1.3 研究内容与技术路线13-14
• 1.4 取得的主要成果14-15
• 1.5 完成工作量15-16
• 第2章 页岩气藏储层特征16-20
• 2.1 页岩气地质特征16-18
• 2.1.1 页岩气藏基本成藏特征16
• 2.1.2 页岩气藏孔隙类型16-17
• 2.1.3 页岩气藏裂缝特征17-18
• 2.2 页岩储层产气机理18-20
• 第3章 页岩气藏分段压裂水平井渗流阶段20-27
• 3.1 影响压裂施工效果的因素20-23
• 3.2 页岩气藏分段压裂水平井渗流阶段划分23-24
• 3.3 页岩储层分段压裂水平井渗流模型24-25
• 3.4 渗流模型的对比25-27
• 第4章 线性双孔渗流数学模型27-45
• 4.1 线性双孔渗流模型27-38
• 4.1.1 渗流数学模型的建立27-33
• 4.1.2 典型曲线的绘制33-34
• 4.1.3 曲线形态影响因素34-38
• 4.2 三线性渗流模型38-45
• 4.2.1 渗流数学模型的建立38-44
• 4.2.2 典型曲线的绘制44-45
• 第5章 线性三孔渗流数学模型45-60
• 5.1 渗流数学模型45-52
• 5.1.1 几何模型及假设条件45-46
• 5.1.2 基本变量定义46-48
• 5.1.3 渗流方程组的构建48-52
• 5.2 典型曲线的绘制52-53
• 5.3 曲线形态影响因素53-60
• 第6章 模型的验证60-66
• 6.1 模型的建立60-62
• 6.1.1 三种模型建立条件对比60
• 6.1.2 模型建立的原理60-61
• 6.1.3 页岩气藏分段压裂水平井模型建立61-62
• 6.2 模型的论证62-66
• 6.2.1 线性三孔渗流模型的论证62-64
• 6.2.2 线性双孔渗流模型的论证64-66
• 第7章 页岩气藏分段压裂水平井渗流阶段参数影响分析66-72
• 7.1 地质参数对页岩气储层渗流的影响66-68
• 7.1.1 敏感性因素分析基本思路66-67
• 7.1.2 敏感性因素分析结果67-68
• 7.2 裂缝参数对页岩气储层渗流的影响68-71
• 7.3 渗流模型的适用条件分析71-72
• 第8章 模型的最优化算法72-77
• 8.1 最优化算法原理72-74
• 8.2 最优化算法程序74-75
• 8.3 最优化算法程序拟合结果75-77
• 结论77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85
• 攻读学位期间取得学术成果85-86
• 附录 最优化参数拟合程序86-87

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