【摘要】：裂縫問題現(xiàn)階段已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點問題之一,無論是頁巖氣、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-裂縫耦合問題一直是比較復(fù)雜的課題,國內(nèi)外大部分學(xué)者采用數(shù)值模擬方法及半解析方法進行研究。本文采用無網(wǎng)格半解析技術(shù)在拉普拉斯空間進行求解,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行耦合求解,由于不用考慮時間變量,算法會更加簡單快速。本文建立模型較為全面,包括了以往文獻中提到的各種模型(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)果文獻中未見報道,也有一些模型是對原有模型進行改進。在垂直裂縫方面,本文提出了非常規(guī)氣藏有限導(dǎo)流不對稱裂縫,分析了裂縫不對稱性對典型曲線的影響,也進行了流動特征分析。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,分析了各向異性對典型曲線的的影響。在水平裂縫方面,本文提出了水平裂縫與空間無限大油藏耦合模型,并在裂縫中考慮了非達西效應(yīng),建立了典型曲線,分析了非達西因子對典型曲線的影響。本文的模型可以擴展成梯形裂縫,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段分成六段,分別是雙線流,第一線性流,第一徑向流,第二線性流,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)模型并進行耦合求解,模型可以簡化成傳統(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)果進行驗證。建立了碳酸巖油藏多分支裂縫典型曲線,將流動分為五個區(qū)域,分別是雙線性流區(qū)域,線性流區(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)流隨機裂縫數(shù)學(xué)模型,給出了隨機裂縫模型的耦合解,給出了一些隨機裂縫模擬的例子,隨機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】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE31

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 歐成華,李士倫,杜建芬,鄧奎;煤層氣吸附機理研究的發(fā)展與展望[J];西南石油學(xué)院學(xué)報;2003年05期

2 孫斌,王憲花,陳彩虹,張繼東;鄂爾多斯盆地大寧-吉縣地區(qū)煤層氣分布特征[J];天然氣工業(yè);2004年05期

3 時保宏,趙靖舟,權(quán)海奇;試論煤層氣藏概念與成藏要素[J];煤田地質(zhì)與勘探;2005年01期

4 劉洪林,趙國良,門相勇,王紅巖;煤層氣的富集成藏類型初探[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2005年02期

5 王紅巖,劉洪林,孫宇,李貴中,李雋;煤層氣成藏動態(tài)模擬實驗技術(shù)[J];石油實驗地質(zhì);2005年02期

6 趙群;王紅巖;康永尚;劉洪林;;超飽和煤層氣藏成藏機理[J];天然氣工業(yè);2007年07期

7 宋巖;秦勝飛;趙孟軍;;中國煤層氣成藏的兩大關(guān)鍵地質(zhì)因素[J];天然氣地球科學(xué);2007年04期

8 張衛(wèi)東;魏韋;;煤層氣水平井開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];中國煤層氣;2008年04期

9 馮碩穎;;保存條件對煤層氣藏的作用[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟;2008年04期

10 李永;;淺談煤層氣藏保存條件[J];華北國土資源;2008年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張文忠;周尚忠;孟尚志;趙軍;莫日和;;山西省柳林區(qū)塊水文地質(zhì)條件及其對煤層氣富集成藏的影響[A];2011年煤層氣學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

2 潘一山;唐巨鵬;李成全;石強;;煤層氣滲流的核磁共振成像試驗研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

3 趙靖舟;時保宏;;鄂爾多斯盆地煤層氣富集單元及其特征[A];鄂爾多斯盆地及鄰區(qū)中新生代演化動力學(xué)和其資源環(huán)境效應(yīng)學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2005年

4 王彥龍;;煤層氣參數(shù)測試及其意義[A];安全高效煤礦地質(zhì)保障技術(shù)及應(yīng)用——中國地質(zhì)學(xué)會、中國煤炭學(xué)會煤田地質(zhì)專業(yè)委員會、中國煤炭工業(yè)勞動保護科學(xué)技術(shù)學(xué)會水害防治專業(yè)委員會學(xué)術(shù)年會文集[C];2007年

5 陳振宏;王一兵;張亞蒲;王憲花;楊焦生;;煤層氣藏儲層研究的新方法[A];2008年煤層氣學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

6 孟艷軍;湯達禎;許浩;曲英杰;張文忠;劉一楠;;煤層氣解吸階段劃分理論的建立與應(yīng)用[A];2013年煤層氣學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

7 劉炎昊;張苗;劉傳喜;;河南省煤層氣資源利用現(xiàn)狀及其前景評價[A];瓦斯地質(zhì)研究進展2013[C];2013年

8 田文廣;李五忠;孫斌;;我國煤層氣選區(qū)評價參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)初步研究[A];煤層氣勘探開發(fā)理論與技術(shù)——2010年全國煤層氣學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

9 李俊乾;劉大錳;姚艷斌;蔡益棟;張百忍;;鄭莊區(qū)塊煤層氣富集主控地質(zhì)因素及開發(fā)前景分析[A];2011年煤層氣學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

10 王紅巖;劉洪林;李貴中;;中國煤層氣高產(chǎn)富集區(qū)條件及預(yù)測方法[A];瓦斯地質(zhì)理論與實踐——中國煤炭學(xué)會瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會第五次全國瓦斯地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2005年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 馬啟孝;商業(yè)開發(fā)為煤層氣建設(shè)提速[N];中國改革報;2006年

2 馬軍;壓裂技術(shù)成功應(yīng)用于煤層氣開采[N];中國石化報;2009年

3 本報記者 孫利民;中國煤層氣成藏機制及經(jīng)濟開采基礎(chǔ)研究推動我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展[N];科技日報;2009年

4 通訊員 黃延兵;渤海鉆四首口煤層氣藏評價井交井[N];中國石油報;2009年

5 記者 宋時飛;首條跨省煤層氣輸送管道項目批準(zhǔn)建設(shè)[N];中國經(jīng)濟導(dǎo)報;2008年

6 山西省社會科學(xué)院研究員 張蓮蓮;“西氣東輸”工程 山西搭乘西部大開發(fā)快車的站臺[N];山西經(jīng)濟日報;2002年

7 本報記者 程宇婕;十年再造一個“煤層氣大慶”[N];中國能源報;2011年

8 潘偉爾;煤層氣開發(fā)利用為何難成“氣候”?[N];中國國土資源報;2012年

9 張懷發(fā)邋馬軍;煤層氣二氧化碳壓裂技術(shù)取得突破[N];中國石化報;2008年

10 本報記者 王巧然;“煤海穿針”讓低滲煤層“揚眉吐氣”[N];中國石油報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 方志明;混合氣體驅(qū)替煤層氣技術(shù)的機理及試驗研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2009年

2 王鳳林;礦區(qū)煤層氣綜合開采模式判識系統(tǒng)的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2010年

3 郭林霞;煤層氣鉆井工程風(fēng)險及監(jiān)控研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

4 楊新樂;低滲透煤層煤層氣注熱增產(chǎn)機理的研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

5 馬東民;煤層氣吸附解吸機理研究[D];西安科技大學(xué);2008年

6 劉保民;煤層氣開采的水文地質(zhì)控制和產(chǎn)能潛力評價方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

7 白培中;西山煤田煤層氣成藏條件及多煤層段壓裂技術(shù)實驗研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

8 閆寶珍;沁水盆地煤層氣富集機理及主控特征[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2008年

9 陳德民;紅菱礦區(qū)煤層氣藏開發(fā)方法研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2008年

10 孫平;煤層氣成藏條件與成藏過程分析[D];成都理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 商永濤;煤層氣滲流機理及產(chǎn)能評價研究[D];中國石油大學(xué);2008年

2 劉新福;煤層氣排水采氣設(shè)備的選型研究[D];中國石油大學(xué);2009年

3 王東浩;煤層氣壓裂裂縫模擬研究[D];西南石油大學(xué);2009年

4 康宇;溫度影響下煤層氣運移規(guī)律研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2008年

5 劉杰;低滲透煤層煤層氣注熱開采中注熱過程的溫度場分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2008年

6 高秋紅;煤層氣開采流入動態(tài)特性研究[D];中國石油大學(xué);2010年

7 牛雪;煤層氣吸附解吸性能評價及滲流實驗研究[D];中國石油大學(xué);2010年

8 洪光華;煤層氣數(shù)值模擬研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

9 王錦山;煤層氣礦藏水——氣兩相流作用關(guān)系的基本理論及試驗研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2001年

10 李小冬;山西煤層氣技術(shù)的開發(fā)利用研究[D];山西大學(xué);2007年

，

本文編號：2157527