致密油开发流固耦合作用机理及数值模拟方法研究

发布时间：2017-12-05 17:29

  本文关键词：致密油开发流固耦合作用机理及数值模拟方法研究

  更多相关文章： 致密油藏 应力敏感 拟耦合 流固耦合 数值模拟

【摘要】：致密油在中国资源丰富,分布广泛,勘探前景广阔,已在鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾和四川等盆地获得工业发现。致密油藏储层孔喉极为细小,属于亚微米级-纳米级喉道,其变形量对储层基质物性参数的影响要远高于常规油藏。且致密储层发育不同尺度天然裂缝、人工裂缝等,进而加剧了致密油藏开发过程中的流固耦合作用。为了揭示致密油藏在压裂与开采过程中孔缝介质的变形规律,研究流固耦合作用对致密油藏生产动态的影响,本文基于致密砂岩储层孔缝多重介质变形力学机制,分析了致密油藏压裂与采出过程中的流固耦合作用机理。通过对致密储层岩心实验数据分析,得出了基质岩心、裂缝岩心与人工裂缝在升压过程与降压过程中的物性动态变化规律,同时对比了变孔压与变围压两种条件下,不同孔缝介质应力敏感性的差异。根据耦合的实现方式,将流固耦合分为拟耦合与流固耦合两种。其中拟耦合考虑了物性变化,而不必涉及应力、应变。本文在拟耦合形式下,针对不同开发阶段孔缝介质变形及流体渗流特征,建立了相应的物性参数动态变化模型及多相流渗流数学模型,通过有限体积法对模型进行了离散求解,并对典型致密油区块实际水平井的开发过程进行了数值模拟。结果表明:(1)压裂液注入过程中,基质孔隙膨胀,孔、渗物性增大,天然裂缝开启并逐步延伸,当压力高于破裂压力后,会形成人工裂缝,从而大幅改善储层物性参数。(2)在生产过程中,随着地层流体压力的降低,基质孔隙收缩,裂缝开度逐渐变窄,当压力低于闭合压力时,裂缝闭合导致储层物性明显降低。在流固耦合形式下,需要计算应力、应变,因此除渗流数学模型外,还需给出一套描述储层变形的岩石力学模型,针对渗流与变形模型,分别采用有限差分与有限元方法进行离散求解,在此基础上,对致密油多井注采开发过程进行了数值模拟,研究了储层的流固耦合作用。结果表明:(1)致密油藏注采过程中,注水井附近基质膨胀、裂缝开启,物性显著增加;(2)采油井附近基质收缩、裂缝闭合,物性逐渐减小,从而对产能指标造成不利影响。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE31

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本文编号：1255621