裂缝性底水气藏水侵物理模拟及数值模拟研究

发布时间：2017-09-09 16:06

  本文关键词：裂缝性底水气藏水侵物理模拟及数值模拟研究

  更多相关文章： 物理模拟 裂缝特征 水侵 Matlab 数值模拟

【摘要】：裂缝性底水气藏在我国分布广泛,如四川威远震旦系气藏、中坝须二气藏、大北2气藏等。这类气藏裂缝系统结构复杂,随着开发的进行,地层压力下降,底水通过裂缝快速侵入气藏。这导致该类气藏渗流规律复杂,利用常规的气藏渗流理论将不能准确预测该类气藏的生产动态。开展“裂缝性底水气藏水侵物理模拟及数值模拟研究”对正确认识该类气藏水侵机理,制定合理的开发方案具有重要意义。本文在分析裂缝性底水气藏地质和水侵特征基础上,模拟实际气藏开采过程,开展了3种不同水体大小,2种不同衰竭速度的裂缝性底水气藏水侵物理模拟实验。根据裂缝性底水气藏的渗流特征,建立了考虑裂缝特征的双重介质简化几何模型,并在此基础上建立了考虑储层应力敏感性和底水入侵的三维气-水两相渗流数学模型,采用Matlab编制了相应的求解程序,分析了裂缝方位角和倾角、底水大小、储层应力敏感以及配产大小对裂缝性底水气藏开发的影响,总结出这些因素对开发影响的规律。本文取得的主要研究成果如下：1.根据裂缝性底水气藏水侵物理模拟实验,分析得出：底水水体越大,衰竭速度越快,见水时间越早,产气量越低,水气比升高越快,气藏采出程度越低；2.建立了考虑裂缝特征的双重介质简化几何模型,在此基础上建立了考虑储层应力敏感性和底水入侵的裂缝性底水气藏三维气-水两相渗流数学模型,利用Matlab编制了相应的求解程序,并与数模软件Eclipse进行对比分析,验证了模型的可靠性；3.根据渗流数学模型及其解建立了水侵机理模型,模拟研究得出：(1)底水大小不超过一定程度时,水体越大采出程度越低；底水大小超过一定程度时,水体大小对采出程度影响不大；(2)当裂缝倾角(或方位角)小于20°时,裂缝倾角(或方位角)对采出程度和生产水气比的影响不大；当裂缝倾角大于20°时,裂缝倾角越大生产水气比上升越缓慢,采出程度越高；当裂缝方位角大于20°时,裂缝方位角越大生产水气比上升越缓慢,采出程度越低；(3)日产气量对气藏水侵规律的影响存在一个临界值,小于临界值日产气量越大底水越易侵入气藏,大于临界值日产气量对气藏水侵规律的影响较小；(4)裂缝与基质渗透率比值越大,见水时间越早,生产水气比上升越快,采出程度越低。(5)当储层应力敏感性较弱时,储层应力敏感性主要影响气藏采出程度；当储层应力敏感性较强时,应力敏感系数越大,采出程度越低,生产水气比上升越快。
【关键词】：物理模拟 裂缝特征 水侵 Matlab 数值模拟
【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】：TE37
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究目的及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 裂缝性气藏水侵机理研究现状9-10
• 1.2.2 裂缝性气藏渗流模型研究现状10-12
• 1.2.3 裂缝性气藏数值模拟研究12-13
• 1.3 主要研究内容及技术路线13-15
• 1.3.1 主要研究内容13
• 1.3.2 技术路线13-15
• 第2章 裂缝性底水气藏地质和水侵特征15-22
• 2.1 裂缝性气藏的地质特征15-16
• 2.1.1 孔隙结构特征15
• 2.1.2 非均质性15-16
• 2.1.3 裂缝特征16
• 2.2 裂缝性底水气藏的水侵特征16-21
• 2.2.1 宏观水侵特征17-18
• 2.2.2 微观水侵特征18-20
• 2.2.3 裂缝渗流特征20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 裂缝性气藏水侵物理模拟实验22-40
• 3.1 实验原理及方法22
• 3.2 实验装置及流程22-23
• 3.3 实验条件23-25
• 3.4 实验步骤25
• 3.5 测试后处理25-26
• 3.6 实验数据处理26-27
• 3.7 实验结果27-34
• 3.7.1 5倍水体底水水侵模拟实验27-28
• 3.7.2 10倍水体底水水侵模拟实验28-30
• 3.7.3 20倍水体底水水侵模拟实验30-31
• 3.7.4 1MPa/h衰竭速度底水水侵模拟实验31-32
• 3.7.5 2MPa/h衰竭速度底水水侵模拟实验32-34
• 3.8. 实验结果综合分析34-38
• 3.8.1 不同水体大小对底水水侵影响测试结果34-36
• 3.8.2 不同衰竭速度对底水水侵影响测试结果36-38
• 3.9 本章小结38-40
• 第4章 裂缝性底水气藏渗流数学模型的建立和求解40-60
• 4.1 考虑裂缝特征的双重介质简化几何模型40-43
• 4.2 模型假设条件43
• 4.3 裂缝性底水气藏的数学模型43-50
• 4.3.1 基质与裂缝的窜流方程43-44
• 4.3.2 基质系统的运动方程44-45
• 4.3.3 裂缝系统运动方程45
• 4.3.4 考虑水侵的质量守恒方程45-47
• 4.3.5 直角坐标系中的流动方程47-48
• 4.3.6 水侵量的计算48-50
• 4.4 数学模型的定解条件50-51
• 4.4.1 初始条件50
• 4.4.2 边界条件50-51
• 4.5 模型的求解51-57
• 4.5.1 压力方程的推导51-53
• 4.5.2 隐式求解压力53-56
• 4.5.3 饱和度的求解56-57
• 4.5.4 线性方程组的解法57
• 4.6 井模型的处理57-59
• 4.6.1 定井底流压生产58
• 4.6.2 定产量生产58-59
• 4.7 本章小结59-60
• 第5章 裂缝性底水气藏数值模拟研究60-84
• 5.1 程序设计流程60-61
• 5.2 模拟模型61
• 5.3 模型基本数据61-63
• 5.4 模型可靠性检验63-65
• 5.4.1 模型零流量验证63-64
• 5.4.2 模型可靠性验证64-65
• 5.5 水体大小对裂缝性底水气藏开发的影响65-68
• 5.6 裂缝特征对裂缝性底水气藏开发的影响68-74
• 5.6.1 裂缝倾角对开发的影响68-71
• 5.6.2 裂缝方位角对开发的影响71-74
• 5.7 裂缝与基质渗透率比值对裂缝性底水气藏开发的影响74-77
• 5.8 配产大小对水侵规律的影响77-80
• 5.9 应力敏感对裂缝性底水气藏开发的影响80-83
• 5.10 本章小结83-84
• 第6章 结论与建议84-86
• 6.1 结论84-85
• 6.2 建议85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-90
• 附录 部分程序代码90-99
• 攻读硕士学位期间发表的论文99

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本文编号：821411