考虑多组分渗流影响的页岩气压裂水平井产能模型研究

发布时间：2023-03-27 19:35

　　页岩气是一种重要的基础能源。美国页岩气革命后,世界能源大国都加大了对页岩气的勘探开发力度,加快开发页岩气对我国具有战略性意义。页岩储层微纳米孔隙发育,渗透率极低,现阶段主要采用水平井多级压裂技术开发。页岩气具有复杂的渗流和赋存机理,尤其是在考虑多组分的情况下。强非线性的多组分渗流过程和多组分吸附平衡对准确预测压后产能、优化压裂设计带来了巨大的挑战。因此需要建立能综合考虑多组分渗流和吸附的产能模型。本文针对页岩气压裂水平井产能模型,主要开展了以下工作:(1)对中美8个页岩气区块的112个气样进行统计分析,总结了页岩气组分特征,为后续研究奠定基础。(2)通过室内实验研究了页岩的矿物学特征和孔隙结构特征,分析了页岩孔隙结构的主控因素,明确了页岩气的赋存和渗流空间。(3)基于多组分吸附势理论,采用混合链扰动统计缔合流体理论描述吸附质分子间的相互作用,并采用Dubinin–Astakhov势能函数描述吸附剂对吸附质分子的吸引作用,建立了微纳孔隙多组分吸附模型,揭示了超临界吸附机理。该模型可以较好地描述临界点附近的气体吸附行为,精度较高,而且可以直接计算过剩吸附量而无需事先确定吸附相密度,计算量较...

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 页岩气渗流模型
        1.2.2 页岩气吸附
        1.2.3 页岩气井产能模型
    1.3 存在的问题
    1.4 本文研究内容与思路
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 页岩气组分特征
    2.1 威远—长宁区块页岩气组分
    2.2 涪陵区块页岩气组分
    2.3 延长区块页岩气组分
    2.4 岑巩区块页岩气组分
    2.5 北美地区页岩气组分
    2.6 本章小结
第3章 页岩孔隙结构特征
    3.1 矿物组成和有机碳含量
    3.2 孔隙类型
    3.3 孔径大小及分布
    3.4 本章小结
第4章 微纳孔隙多组分吸附模型
    4.1 吸附质分子间的相互作用
        4.1.1 链扰动统计缔合流体理论
        4.1.2 混合链扰动统计缔合流体理论
    4.2 基于吸附势理论的微纳孔隙吸附模型
        4.2.1 单组分吸附模型
        4.2.2 多组分吸附模型
        4.2.3 模型验证
    4.3 本章小结
第5章 多组分微纳渗流模型
    5.1 自适应双阻力模型
    5.2 模型验证
        5.2.1 单/多组分稳态渗流模拟
        5.2.2 多组分瞬态渗流模拟
    5.3 本章小结
第6章 考虑多组分渗流影响的页岩气多级压裂水平井产能模型
    6.1 模型建立
        6.1.1 模型假设
        6.1.2 控制方程与边界条件
    6.2 产能影响因素分析
        6.2.1 组分比例
        6.2.2 组分间相互作用
        6.2.3 应力敏感
    6.3 本章小结
第7章 页岩气多级压裂水平井完井优化
    7.1 试验设计分析
    7.2 完井参数优化分析
        7.2.1 压裂级数
        7.2.2 水力裂缝初始渗透率
        7.2.3 水力裂缝宽度
        7.2.4 水力裂缝初始导流能力
        7.2.5 渗透率增强因子
    7.3 本章小结
第8章 结论与建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集



本文编号：3772728