【摘要】：裂縫問(wèn)題現(xiàn)階段已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一,無(wú)論是頁(yè)巖氣、致密氣、還是煤層氣藏都是微裂縫較為發(fā)育的氣藏。而油藏-裂縫耦合問(wèn)題一直是比較復(fù)雜的課題,國(guó)內(nèi)外大部分學(xué)者采用數(shù)值模擬方法及半解析方法進(jìn)行研究。本文采用無(wú)網(wǎng)格半解析技術(shù)在拉普拉斯空間進(jìn)行求解,一方面由于是半解析解,獲得的結(jié)果更為可靠,一些早期現(xiàn)象是數(shù)值模擬計(jì)算所不能比擬的,另一方面,本文所有模型均在拉普拉斯空間進(jìn)行耦合求解,由于不用考慮時(shí)間變量,算法會(huì)更加簡(jiǎn)單快速。本文建立模型較為全面,包括了以往文獻(xiàn)中提到的各種模型(水平裂縫,垂直裂縫,橢圓裂縫及多裂縫系統(tǒng)),但有一些結(jié)果文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)道,也有一些模型是對(duì)原有模型進(jìn)行改進(jìn)。在垂直裂縫方面,本文提出了非常規(guī)氣藏有限導(dǎo)流不對(duì)稱(chēng)裂縫,分析了裂縫不對(duì)稱(chēng)性對(duì)典型曲線(xiàn)的影響,也進(jìn)行了流動(dòng)特征分析。由于煤層氣藏的面割理與Rl割理之間常常表現(xiàn)為各向異性,基于此建立了煤層氣藏各向異性數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用角度馬修斯及徑向馬修斯函數(shù)得到了各向異性模型的解,分析了各向異性對(duì)典型曲線(xiàn)的的影響。在水平裂縫方面,本文提出了水平裂縫與空間無(wú)限大油藏耦合模型,并在裂縫中考慮了非達(dá)西效應(yīng),建立了典型曲線(xiàn),分析了非達(dá)西因子對(duì)典型曲線(xiàn)的影響。本文的模型可以擴(kuò)展成梯形裂縫,以及不同外邊界的耦合解可作為本論文的后續(xù)研究。在復(fù)雜裂縫系統(tǒng)的研究中,首先提出了矩形油藏多段壓裂水平井不穩(wěn)定數(shù)學(xué)模型,將壓裂水平井的流動(dòng)段分成六段,分別是雙線(xiàn)流,第一線(xiàn)性流,第一徑向流,第二線(xiàn)性流,第二徑向流,邊界流。建立了碳酸巖油藏多分支裂縫數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行耦合求解,模型可以簡(jiǎn)化成傳統(tǒng)常規(guī)油藏多分支裂縫模型(體積壓裂模型)。四分支裂縫的結(jié)果和數(shù)值模擬Eclipse的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。建立了碳酸巖油藏多分支裂縫典型曲線(xiàn),將流動(dòng)分為五個(gè)區(qū)域,分別是雙線(xiàn)性流區(qū)域,線(xiàn)性流區(qū)域,從溶洞到介質(zhì)竄流區(qū)域,從基質(zhì)到裂縫竄流區(qū)域,徑向流區(qū)域。最后,本文建立了有限導(dǎo)流隨機(jī)裂縫數(shù)學(xué)模型,給出了隨機(jī)裂縫模型的耦合解,給出了一些隨機(jī)裂縫模擬的例子,隨機(jī)裂縫將成為裂縫模擬的主要研究方向。
[Abstract]:At present, fracture problem has become one of the hot research issues at home and abroad, whether shale gas, dense gas, or coalbed gas reservoirs are more developed gas reservoirs with micro-fractures. The problem of reservoir-fracture coupling is always a complicated subject. Most scholars at home and abroad use numerical simulation method and semi-analytical method to study it. In this paper, the meshless semi-analytical technique is used to solve the problems in Laplace space. On the one hand, the results obtained are more reliable because they are semi-analytical solutions, and some early phenomena can not be compared with numerical simulation, on the other hand, All the models in this paper are solved by coupling in Laplacian space. The algorithm is simpler and faster because time variables are not considered. In this paper, the model is more comprehensive, including all kinds of models (horizontal fracture, vertical crack, elliptical fracture and multi-fracture system) mentioned in previous literatures, but some results are not reported in the literature. There are also some models to improve the original model. In terms of vertical fractures, this paper puts forward the finite flow asymmetry fractures in unconventional gas reservoirs, analyzes the influence of fracture asymmetry on typical curves, and analyzes the flow characteristics of unconventional gas reservoirs. Due to the anisotropy between surface cleavage and Rl cleat of coalbed methane reservoir, a mathematical model of anisotropic coalbed methane reservoir is established, and the solution of the anisotropic model is obtained by using angle Matthews and radial Matthews function. The influence of anisotropy on typical curves is analyzed. In the aspect of horizontal fracture, the coupling model between horizontal fracture and spatial infinite reservoir is put forward in this paper. The non-Darcy effect is considered in the fracture, the typical curve is established, and the influence of non-Darcy factor on the typical curve is analyzed. The model of this paper can be extended to trapezoid cracks and coupled solutions of different outer boundaries can be used as a follow-up study of this paper. In the study of complex fracture system, the unstable mathematical model of multi-section fracturing horizontal well in rectangular reservoir is proposed. The flow section of the fractured horizontal well is divided into six sections, namely, two-line flow, first linear flow, first radial flow, and second linear flow. Second radial flow, boundary flow. The mathematical model of multi-branched fractures in carbonate reservoir is established and solved by coupling. The model can be simplified into a conventional multi-branch fracture model (volume fracturing model). The results of four-branch fracture and numerical simulation of Eclipse are verified. The typical curve of multi-branched fractures in carbonate reservoir is established and the flow is divided into five regions: bilinear flow region, from cavern to medium channeling region, from matrix to fracture channeling region, radial flow region. Finally, the mathematical model of finite diversion random fracture is established, the coupling solution of stochastic fracture model is given, and some examples of stochastic crack simulation are given. Random crack will be the main research direction of crack simulation.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE31

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