發(fā)布時間：2018-12-28 19:17

【摘要】：在如今的油藏開發(fā)中,人工壓裂技術(shù)作為重要的增產(chǎn)措施之一,已被大規(guī)模應(yīng)用于低滲油藏開發(fā)。為了能夠準(zhǔn)確預(yù)估壓裂的具體效果,確保人工裂縫可以最大限度的提升產(chǎn)量,需要對壓裂后的油藏進行高效模擬,在此過程中裂縫的數(shù)值模型必不可少。目前可以廣泛應(yīng)用的導(dǎo)流裂縫模型主要有離散裂縫模型(DFM模型)和嵌入離散裂縫模型(EFM模型)。DFM模型考慮到裂縫的開度極小,認(rèn)為可以忽略裂縫內(nèi)物理量在法向上的變化,把其中的N維流動簡化為N-1維。通過達西定律確定裂縫和基質(zhì)間的交換流量,并以此耦合兩種介質(zhì)中流體的控制方程。為減少網(wǎng)格劃分的難度,EFM模型使用正交的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分整個油藏,裂縫被認(rèn)為是嵌入在基質(zhì)網(wǎng)格中,通過類Peacman公式計算裂縫與基質(zhì)網(wǎng)格的流量交換。單相流動問題中,兩模型間的誤差與網(wǎng)格和系統(tǒng)尺度之比相關(guān),由于實際的油藏數(shù)值模擬中網(wǎng)格尺度遠小于系統(tǒng)的尺度,EFM模型與DFM模型的計算精度基本相同。而對于裂縫油藏中的多相流動,由于裂縫與基質(zhì)的不同流通特性,導(dǎo)致流體的相飽和度在裂縫處發(fā)生間斷,EFM模型中忽略了該現(xiàn)象,因而其計算精度低于DFM模型。 結(jié)合DFM模型和EFM模型的優(yōu)勢,本文提出一種高效的裂縫模型。該模型使用正交的規(guī)則網(wǎng)格對整個油藏進行劃分,網(wǎng)格系統(tǒng)并不依賴于裂縫分布,在模擬含有復(fù)雜裂縫的油藏時可以大大減少工作量；對于裂縫與兩側(cè)基質(zhì)的流量交換,則利用裂縫與基質(zhì)網(wǎng)格單側(cè)插值確定,合理地描述了基質(zhì)中的流場在裂縫處的間斷：覆蓋裂縫的基質(zhì)網(wǎng)格不參與實際計算,而是為基質(zhì)網(wǎng)格系統(tǒng)的計算提供第二類邊界條件,這樣可以有效避免因網(wǎng)格參數(shù)定義不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。 為應(yīng)用于實際的壓裂油藏,將本文模型推廣至交叉裂縫和裂縫網(wǎng)格,針對裂縫結(jié)點附近的流動特性,分別對裂縫內(nèi)及附近基質(zhì)中的多相流動進行修正。在裂縫的結(jié)點內(nèi),利用流體流動與電流的相似性,通過裂縫網(wǎng)格間的等效流通傳導(dǎo)率,直接確定裂縫網(wǎng)格間的流量交換,有效地回避了對裂縫結(jié)點的模擬計算,從而使得計算時間步長大幅度增加；對于結(jié)點附近的基質(zhì),在確定與裂縫的流量交換時,通過裂縫網(wǎng)格獨立插值計算基質(zhì)區(qū)域中的壓力分布,而流體的相飽和度則利用基質(zhì)區(qū)域中聯(lián)立所得的質(zhì)量守恒方程確定。 基質(zhì)中具有較強的毛管力,而裂縫中的毛管力極其微弱,當(dāng)流體穿過基質(zhì)-裂縫界面時,兩種介質(zhì)中毛管力的差異會對各組分的流動造成不同的影響�；|(zhì)中的毛管力會使得油相組分在裂縫內(nèi)聚集并難以流出,附近基質(zhì)中各組分流體的趨替也會因而有所減緩。在不同毛管力條件下,本文模型的結(jié)果與DFM模型始終保持一致,而EFM模型在低毛管力條件下與其他兩模型存在較大差異,隨著基質(zhì)毛管力的增加該差異逐漸減小。數(shù)值模擬時,基質(zhì)與裂縫中毛管力的差異還會對裂縫模型的精度產(chǎn)生一定影響�；|(zhì)中的毛管力會導(dǎo)致流體相飽和度的梯度在界面處發(fā)散。由于該現(xiàn)象發(fā)生的范圍極小,裂縫-基質(zhì)界面附近的計算網(wǎng)格需要足夠的精細(xì)才可以得到準(zhǔn)確的結(jié)果。當(dāng)忽略基質(zhì)毛管力時,界面處流體的相飽和度相對平緩,網(wǎng)格尺度變化對附近流場的計算影響比較微弱。 綜上,本文主要對低滲油藏中導(dǎo)流裂縫模型進行研究,提出了一種高效的裂縫模型,并將其推廣至裂縫網(wǎng)絡(luò)油藏。該模型在劃分網(wǎng)格時不依賴于油藏中裂縫的分布,大幅度地提高了復(fù)雜裂縫油藏的模擬效率。由于通過單側(cè)插值的方法分別計算裂縫與兩側(cè)流場的流量交換,其計算精度高于EFM模型,與DFM模型相同,可以被應(yīng)用于人工壓裂油藏中多相流動的數(shù)值模擬。同時本文還研究了基質(zhì)毛管力對裂縫模擬的影響,通過對裂縫-基質(zhì)界面處流場的分析,發(fā)現(xiàn)由于兩種介質(zhì)毛管力的差異會導(dǎo)致流體相飽和度的梯度在界面處發(fā)散,因此對于高毛管力油藏,需要使用較精細(xì)的網(wǎng)格才能進行準(zhǔn)確模擬。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE312

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李均強;;低滲透油氣藏清水壓裂機理研究[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年05期

2 龐正煉;鄒才能;陶士振;楊智;吳松濤;;中國致密油形成分布與資源潛力評價[J];中國工程科學(xué);2012年07期

3 張抗;;從致密油氣到頁巖油氣——中國非常規(guī)油氣發(fā)展之路探析[J];國際石油經(jīng)濟;2012年03期

4 邢福松;秦鳳啟;王孟華;王亞;賈敬;劉浩強;耿立英;王四成;;束鹿凹陷泥灰?guī)r致密油氣藏儲層預(yù)測技術(shù)研究與應(yīng)用[J];中國石油勘探;2013年03期

5 杜金虎;何海清;楊濤;李建忠;黃福喜;郭彬程;閆偉鵬;;中國致密油勘探進展及面臨的挑戰(zhàn)[J];中國石油勘探;2014年01期

6 牛嘉玉,洪峰;我國非常規(guī)油氣資源的勘探遠景[J];石油勘探與開發(fā);2002年05期

7 蔣有偉;張義堂;劉尚奇;關(guān)文龍;陳亞平;劉雙卯;;低滲透油藏注空氣開發(fā)驅(qū)油機理[J];石油勘探與開發(fā);2010年04期

8 吳奇;胥云;王曉泉;王騰飛;張守良;;非常規(guī)油氣藏體積改造技術(shù)——內(nèi)涵、優(yōu)化設(shè)計與實現(xiàn)[J];石油勘探與開發(fā);2012年03期

9 鄒才能;朱如凱;吳松濤;楊智;陶士振;袁選俊;侯連華;楊華;徐春春;李登華;白斌;王嵐;;常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型、特征、機理及展望——以中國致密油和致密氣為例[J];石油學(xué)報;2012年02期

10 賈承造;鄒才能;李建忠;李登華;鄭民;;中國致密油評價標(biāo)準(zhǔn)、主要類型、基本特征及資源前景[J];石油學(xué)報;2012年03期

，

本文編號：2394321