致密油藏水平井体积压裂产能模拟研究

发布时间：2017-04-03 11:17

  本文关键词：致密油藏水平井体积压裂产能模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国致密油分布广泛,地质资源总量可观,开发致密油对缓解我国能源紧缺、改变能源结构、保障国家能源安全具有重要战略意义。但致密油储层储集空间以纳米级连通孔喉为主,难以满足经济开发的需求。目前,主要采用“水平井+体积压裂”技术来实现致密油藏经济开发,该技术能形成复杂的网状裂缝系统,实现致密储层长、宽、高三维立体改造。它能最大程度增大裂缝壁面与储层接触面积,改善储层渗流条件,从而获得工业性油流。为了使致密油藏开发效益最大化,有必要对致密油藏体积压裂设计进行优化并对压裂后的产能进行预测。由于致密油藏普遍天然微裂缝发育,裂缝延伸受天然裂缝分布和现有工艺等因素影响,导致压后裂缝网络几何形态复杂,而现有体积压裂产能模型大多简化处理了压后缝网形态,这种简化处理方式并不完全适合致密储层体积压裂。因此,需要深入完善和发展致密储层体积压裂井产能预测方法。本论文从渗流力学基本原理出发,根据致密油藏地质特征,且充分考虑体积压裂缝网的实际情况,基于裂隙岩体等效连续介质模型,采用随机建模、渗透率张量理论和有限差分法等方法,构建了一套致密油藏水平井体积压裂产能预测模型,并编制相应MATLAB求解程序。该模型考虑致密油藏启动压力梯度和应力敏感效应,可以用于计算任意复杂压裂缝网的产能。论文分别就正交缝网和任意缝网开展了数值模拟研究。预设多组变化的储层参数和缝网参数,模拟体积压裂井产能动态变化特征,进而优化体积压裂工艺方案、预测压后效果。在正交缝网条件下,研究了裂缝分布方案、裂缝长度、缝网密度、压开方式等对压裂效果的影响；同时也研究了任意缝网条件下,不同缝网平均开度、不同地层参数对压裂效果的影响。通过对比分析模拟结果,得出有意义的结论,这对致密储层水平井体积压裂设计及压后产能评估具有重要的指导意义。
【关键词】：致密油藏 水平井 体积压裂 产能预测 等效连续介质
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE357
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 研究目的和意义7
• 1.2 国内外研究现状7-11
• 1.2.1 裂缝模拟方法7-8
• 1.2.2 致密油藏体积压裂8-10
• 1.2.3 压裂井产能研究现状10-11
• 1.3 主要研究内容及技术路线11-13
• 1.3.1 主要研究内容11
• 1.3.2 技术路线11-13
• 第2章 致密油储层特征13-16
• 2.1 致密油储层典型特征13
• 2.2 我国致密油储层特有特征13-15
• 2.3 小结15-16
• 第3章 地质模型16-28
• 3.1 裂缝几何模型的建立16-18
• 3.1.1 天然裂缝数据16-17
• 3.1.2 裂缝几何模型生成17-18
• 3.2 裂缝性介质等效渗透率张量计算18-23
• 3.2.1 等效计算原理18-19
• 3.2.2 裂缝介质等效渗透率计算方法19-21
• 3.2.3 等效渗透率张量计算数学模型21-23
• 3.3 裂缝性介质等效孔隙度计算23-24
• 3.4 算例分析24-27
• 3.4.1 模型正确性验证24-25
• 3.4.2 裂缝性介质等效渗透率敏感因素分析25-26
• 3.4.3 天然裂缝几何模型的等效渗透率分布26-27
• 3.5 小结27-28
• 第4章 渗流模型28-37
• 4.1 基本假设28
• 4.2 基于渗透率张量的弱可压缩流体不稳定渗流数学模型28-32
• 4.3 数学模型求解32-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第5章 体积压裂数值模拟研究37-73
• 5.1 模拟区域及计算参数37-38
• 5.1.1 模拟区域37
• 5.1.2 计算参数37-38
• 5.2 应力敏感对产能的影响38-39
• 5.3 启动压力对产能的影响39-42
• 5.4 正交缝网产能分析42-64
• 5.4.1 不同裂缝分布方案对体积压裂效果影响42-49
• 5.4.2 裂缝长度对产能的影响49-54
• 5.4.3 缝网密度对产能的影响54-57
• 5.4.4 压开方式对产能的影响57-61
• 5.4.5 压裂方式对产能的影响61-64
• 5.5 任意缝网产能分析64-71
• 5.5.1 地层渗透率对产能的影响65-68
• 5.5.2 缝网平均开度对产能的影响68-70
• 5.5.3 天然裂缝对产能的影响70-71
• 5.6 本章小结71-73
• 第6章 结论73-75
• 6.1 结论73
• 6.2 建议73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81

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