【摘要】：我國的頁巖氣儲量十分豐富,具有相當(dāng)大的開采潛力。頁巖儲層十分致密,為了獲得工業(yè)產(chǎn)量,需要采用水平井分級壓裂工藝。壓裂施工后改造區(qū)會形成非常復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),這些裂縫網(wǎng)絡(luò)主要由人工裂縫與其相連接的天然裂縫組成,裂縫為氣體的流動提供了良好的流通通道。對裂縫網(wǎng)絡(luò)中裂縫的長度、開度和空間位置等裂縫物理參數(shù)的認(rèn)識以及滲透率的預(yù)測一直是頁巖產(chǎn)量評價的關(guān)鍵所在。因此,本文針對壓裂施工后,頁巖儲層形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)的特點,開展了以下研究:(1)頁巖未改造區(qū)也就是沒有形成裂縫的區(qū)域,儲層空間主要以納米孔隙為主,確定頁巖納米孔隙的流態(tài)為連續(xù)流、滑脫流和過渡流,根據(jù)不同毛細(xì)管管徑的分布頻率,建立了頁巖基質(zhì)的多尺度運(yùn)移模型,該模型可以計算不同流態(tài)條件的頁巖氣表觀滲透率;(2)頁巖體積改造區(qū)經(jīng)過壓裂施工后形成大量人工裂縫與天然裂縫相互交錯的縫網(wǎng)體系,在利用微地震反演出的地層壓裂裂縫以及被激活天然裂縫圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)分形維數(shù)中的盒子法,確定了改造區(qū)的裂縫分形維數(shù),從而根據(jù)裂縫長度、裂縫開度、裂縫分布位置等參數(shù)利用蒙特卡洛隨機(jī)建模理論,建立了二維離散裂縫網(wǎng)絡(luò);基于二維離散裂縫網(wǎng)絡(luò),通過改進(jìn)立方定律計算出不同地應(yīng)力下的縫網(wǎng)滲透率;(3)根據(jù)建立的未改造區(qū)頁巖基質(zhì)表觀滲透率模型和改造區(qū)復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)滲透率模型,結(jié)合物質(zhì)平衡方程,首次利用連續(xù)擬穩(wěn)態(tài)法建立了頁巖氣藏體積壓裂水平井非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)量模型,并進(jìn)行了體積壓裂水平井產(chǎn)量預(yù)測和影響因素分析。通過本文的研究,取得了以下結(jié)論和認(rèn)識:(1)在納米級孔徑中,氣體的表面擴(kuò)散非常明顯,隨著孔隙尺度的增大,黏性流、滑脫效應(yīng)及Knudsen擴(kuò)散作用增強(qiáng);在大孔中黏性流作用占據(jù)主導(dǎo),其余依次為滑脫效應(yīng)、Knudsen擴(kuò)散、表面擴(kuò)散。(2)對于改造區(qū)形成的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò),由水平主應(yīng)力不同而引起的裂縫剪切破壞會極大的增加裂縫網(wǎng)絡(luò)的滲透率;分形維數(shù)會隨著裂縫的復(fù)雜程度以及裂縫的密度的增大而增大,裂縫分布角度對分形維數(shù)沒有明顯的影響;裂縫面密度以及裂縫開度對提高縫網(wǎng)的滲透率占到了主導(dǎo)作用,為氣體流動提供了主要通道。通過模擬發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)與縫網(wǎng)滲透率呈正相關(guān)。裂縫的分布角度對縫網(wǎng)整體的滲透率影響并不明顯,但是會影響x和y方向上滲透率的值。(3)在生產(chǎn)初期,提高縫網(wǎng)區(qū)滲透率對提高日產(chǎn)量的影響較為明顯,隨著縫網(wǎng)區(qū)分形維數(shù)、裂縫開度和裂縫長度的增大,頁巖氣產(chǎn)量都有明顯增加;壓裂區(qū)半徑主要影響了初期與后期產(chǎn)量,由此可以看出從微地震數(shù)據(jù)中獲取裂縫參數(shù)對預(yù)測頁巖氣產(chǎn)量有著關(guān)鍵性的影響。
【圖文】：

圖１－１壓裂后微地震監(jiān)測復(fù)雜裂縫形成圖逡逑目前已有不少國內(nèi)外學(xué)者開展了有關(guān)于頁巖氣體積壓裂區(qū)滲透率的研究工作，但逡逑

圖１－２體積壓裂縫網(wǎng)圖逡逑
【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】：TE328

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2655235