【摘要】：在頁巖壓裂實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)頁巖壓裂液返排率比常規(guī)儲層低,返排動態(tài)存在新的特性。返排初期,頁巖儲層中液相的單相流并不存在,而儲層中流體的流動為氣水兩相流動。目前,對于致密油氣儲層,國內(nèi)外學(xué)者建立了相關(guān)的單相流的返排模型,但對于頁巖氣儲層,單相流模型并不適用。因此,本文針對該問題,研究了頁巖儲層初期返排階段,對壓裂后的裂縫模型進(jìn)行建模分析,運(yùn)用基于LBM方法的流動模型,初步認(rèn)識了頁巖的初期返排動態(tài),初步指導(dǎo)頁巖壓裂后壓裂液的返排。本文研究對象選取四川盆地的焦石地區(qū)的龍馬溪組海相頁巖,首先對該工區(qū)頁巖的孔隙特征、孔隙度、滲透率、礦物組成等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析�；贑T掃描實(shí)驗(yàn),針對焦石地區(qū)龍馬溪組海相頁巖,分析了吸水實(shí)驗(yàn)后巖心孔隙變化,利用物理實(shí)驗(yàn)的方法建立數(shù)字巖心模型。利用閾值優(yōu)化方法,對區(qū)塊頁巖巖心樣品閾值進(jìn)行優(yōu)化處理;根據(jù)體素連通性的原理,提取了微裂縫空間網(wǎng)絡(luò)模型;再次,建立模擬計算粗糙裂縫形態(tài)的BGK格式D3Q19格子模型的三維LBM流動模型。邊界條件為:使用標(biāo)準(zhǔn)反彈格式、選用正方體網(wǎng)格作為計算網(wǎng)格、以“01標(biāo)志位”處理粗糙裂縫邊界,形成完整模擬計算過程。最后,聯(lián)立數(shù)字巖心物理模型與裂縫內(nèi)流體流動模型構(gòu)建頁巖返排初期流動動態(tài)數(shù)值模型。本文通過相關(guān)的研究,主要取得了以下的結(jié)論和認(rèn)識:(1)對焦石地區(qū)龍馬溪組海相頁巖進(jìn)行高精度CT掃描實(shí)驗(yàn),獲取吸水后巖心內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化情況,結(jié)果表明,巖心吸水后產(chǎn)生新的誘導(dǎo)微裂縫,并且?guī)r心孔隙度滲透率都有明顯升高�；贑T實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對巖心樣品進(jìn)行數(shù)字重構(gòu),重構(gòu)的數(shù)字巖心與樣品的一致性較高。(2)建立了 D3Q19格子模型的三維LBM流動模型,結(jié)合數(shù)字巖心,分析了頁巖返排初期流動規(guī)律,認(rèn)識了頁巖氣返排動態(tài),即在返排初期,壓裂液進(jìn)入頁巖孔隙中,置換其中的氣體,被置換的氣體進(jìn)入大的孔道中與壓裂液形成了氣水兩相流動。(3)針對不同的壓裂液類型進(jìn)行返排動態(tài)模擬,破膠液在巖心中的飽和度最低,即驅(qū)替出的破膠液的量最多,返排率最高,而蒸餾水則最低;(4)根據(jù)工程尺度的計算,模擬了不同的裂縫改造體積下壓裂液的返排動態(tài),結(jié)果表明裂縫的體積越大,則存在越多的小的孔道,以及較小的孔隙,則越多的壓裂液滯留在小的裂縫空間及孔道中,使壓裂液的返排率降低;(5)在低壓差的情況下,氣體對壓裂液的阻力較小,并且氣體的攜液能力較差,小的孔道內(nèi)的液體則不能隨氣體一起返排出來;然而在高壓差的情況下,氣體對壓裂液的攜液能力變強(qiáng),縫內(nèi)液相的飽和度降低,但縫內(nèi)依然存在大量的壓裂液。
【圖文】：

西南石油大學(xué)碩士研宄生學(xué)位論文第１章緒論逡逑研究的目的和意義逡逑與常規(guī)油氣資源水力壓裂技術(shù)不同的是，縫網(wǎng)壓裂技術(shù)己經(jīng)成為有效動用頁巖儲鍵技術(shù)�？p網(wǎng)壓裂技術(shù)主要是通過泵注大量的滑溜水進(jìn)入地層，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模體積技術(shù)，在壓裂施工后期，對地層中的壓裂液進(jìn)行返排。逡逑３．０邋丨－逡逑

西南石油大學(xué)碩士研宄生學(xué)位論文第１章緒論逡逑研究的目的和意義逡逑與常規(guī)油氣資源水力壓裂技術(shù)不同的是，縫網(wǎng)壓裂技術(shù)己經(jīng)成為有效動用頁巖儲鍵技術(shù)�？p網(wǎng)壓裂技術(shù)主要是通過泵注大量的滑溜水進(jìn)入地層，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模體積技術(shù)，在壓裂施工后期，，對地層中的壓裂液進(jìn)行返排。逡逑３．０邋丨－逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2626053