煤層氣作為一種重要的非常規(guī)天然氣資源,在全球范圍內(nèi)儲量較為豐富,是近四十年在國際上崛起的清潔、高效的化石能源之一。煤巖具有裂縫、割理和基質(zhì)孔隙的三重孔隙網(wǎng)絡(luò);煤層氣在流動過程中涉及到氣體的基質(zhì)孔隙的解吸、擴散、割理滲流和裂隙滲流等三個流動過程;受沉積環(huán)境和后期儲層改造的影響,煤層氣平面滲流非均質(zhì)性較強,邊界較復雜;隨著水力壓裂技術(shù)、水平井鉆井技術(shù)的廣泛應用,煤層氣井井型也較為復雜。因此煤層氣滲流過程比常規(guī)氣藏復雜的多,開展煤層氣藏三重介質(zhì)復雜結(jié)構(gòu)井滲流理論研究具有重要的意義。在煤巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、解吸-擴散-滲流機理實驗基礎(chǔ)上,建立直井、部分射孔直井、壓裂直井、水平井、多分支水平井、分段壓裂水平井、縫網(wǎng)壓裂水平井等復雜結(jié)構(gòu)井型的煤層氣藏三重介質(zhì)滲流數(shù)學模型,獲得相應井型的井底壓力響應函數(shù)和產(chǎn)量遞減數(shù)學模型。利用邊界元思想,建立了直井、部分射孔直井、壓裂直井、水平井的不規(guī)則外邊界、不規(guī)則內(nèi)部不滲透區(qū)域和SRV影響區(qū)域的滲流數(shù)學模型,分析了不同邊界類型和形狀、不滲透塊大小和形狀、非均質(zhì)區(qū)域大小和形狀對井底壓力響應特征和產(chǎn)量遞減規(guī)律的影響,編制了煤層氣藏單井動態(tài)評價軟件,指導現(xiàn)場的單井動態(tài)控制儲量評價、單井產(chǎn)能評價和產(chǎn)能預測工作。(1)提出了考慮解吸-擴散影響的煤巖滲流實驗流程和評價方法,建立了直井、部分射孔井、壓裂井、水平井、多分支水平井、分段壓裂水平井、縫網(wǎng)壓裂水平井等井型的煤層氣藏三重介質(zhì)滲流數(shù)學模型,分析了不同井型的井底壓力響應特征和產(chǎn)量遞減規(guī)律。研究結(jié)果表明:朗格繆爾參數(shù)、擴散系數(shù)、儲容比影響裂隙系統(tǒng)徑向流動階段出現(xiàn)時間的早晚和產(chǎn)量遞減的快慢。(2)求解了煤層氣藏直井、部分射孔井、壓裂井、水平井的邊界元基本解,分析了不規(guī)則外邊界、不規(guī)則內(nèi)部不滲透塊、不規(guī)則SRV復合區(qū)域?qū)毫憫彤a(chǎn)量遞減規(guī)律的影響。研究結(jié)果表明:在面積相等前提下,不同形狀的外邊界可以用圓形邊界近似代替;含有內(nèi)部不滲透塊時壓力導數(shù)曲線略有上翹;SRV影響區(qū)域流度比、面積、形狀、位置對壓力響應特征和產(chǎn)量遞減規(guī)律有影響。(3)編制的煤層氣藏生產(chǎn)動態(tài)分析軟件具有單井動態(tài)控制儲量評價、原始產(chǎn)能評價、現(xiàn)今產(chǎn)能評價和產(chǎn)量預測等功能,解決了現(xiàn)場生產(chǎn)管理面臨的煤層氣井動態(tài)儲量難預測,未來產(chǎn)量難預測的難題。綜上所述,本文建立了一套煤層氣藏三重介質(zhì)復雜結(jié)構(gòu)井滲流理論,探討了煤層氣藏壓力響應和產(chǎn)量遞減規(guī)律,研究結(jié)果對煤層氣藏現(xiàn)場生產(chǎn)管理和高效開發(fā),具有一定的理論指導意義。
【學位單位】：成都理工大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TE312
【部分圖文】：

研究技術(shù)路線圖

晶間孔 礦物晶粒之間的孔2.1.2 煤巖的割理和裂縫系統(tǒng)煤層中的裂隙一般分為兩種：裂縫和割理，割理產(chǎn)生的因素較多（如圖2-1、2-2），它與煤階、組分、灰分含量、灰層厚度、煤層厚度等多種因素有關(guān)；裂縫多為地質(zhì)構(gòu)造作用產(chǎn)生，壓性、張性、剪切等作用均能產(chǎn)生裂縫（如圖2-3、2-4、2-5）；割理和裂縫是煤層氣中游離氣的主要儲存空間，以及煤層氣滲流的主要通道，對煤層氣初期產(chǎn)量起至關(guān)重要的作用。圖2-1 橫向微割理發(fā)育 圖2-2 局部發(fā)育微割理

晶間孔 礦物晶粒之間的孔2.1.2 煤巖的割理和裂縫系統(tǒng)煤層中的裂隙一般分為兩種：裂縫和割理，割理產(chǎn)生的因素較多（如圖2-1、2-2），它與煤階、組分、灰分含量、灰層厚度、煤層厚度等多種因素有關(guān)；裂縫多為地質(zhì)構(gòu)造作用產(chǎn)生，壓性、張性、剪切等作用均能產(chǎn)生裂縫（如圖2-3、2-4、2-5）；割理和裂縫是煤層氣中游離氣的主要儲存空間，以及煤層氣滲流的主要通道，對煤層氣初期產(chǎn)量起至關(guān)重要的作用。圖2-1 橫向微割理發(fā)育 圖2-2 局部發(fā)育微割理
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本文編號：2880958