在頁巖氣開采過程中,滲流場和應(yīng)力場之間存在著復(fù)雜的耦合作用,頁巖氣在不同尺度的孔隙和裂隙中的流動規(guī)律也不盡相同。研究頁巖氣多場耦合和多級滲流成為油氣科學(xué)中亟待解決的重要課題之一。本文采用理論分析和數(shù)值模擬的手段對頁巖儲層中流固耦合和多級滲透機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,建立了頁巖氣運移全過程的偏微分方程組,并將模型應(yīng)用到頁巖氣開采模擬中,初步討論了裂隙分布規(guī)律對頁巖氣產(chǎn)能的影響,主要取得了以下研究進(jìn)展:(1)討論了頁巖氣在多孔介質(zhì)中的流動規(guī)律,分析了頁巖氣在微孔中的滑脫效應(yīng),建立基于不同Knudsen數(shù)的滲透率修正線性方程。根據(jù)P-M滲透率模型,將頁巖基質(zhì)的吸附膨脹效應(yīng)比作熱膨脹項,推導(dǎo)出基質(zhì)、天然裂隙的孔隙率和滲透率的動態(tài)變化模型,建立了頁巖氣開采的多場流固耦合模型。(2)研究單井開采頁巖氣的規(guī)律,研究表明:井筒附近的壓力服從規(guī)則的同心圓分布,采氣初期,氣體壓力下降的非常迅速。距離井口越近,滲透率變化越為明顯。(3)雙井開采中,邊界效應(yīng)對氣藏壓力、滲透率的影響不大,但是雙井距離較近的情況下,一井的流場會影響另一個井流場,從而影響氣藏壓力,滲透率的改變,兩井連線上的點尤為明顯。隨著開采的進(jìn)行,...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究目的及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容及技術(shù)路線
2 頁巖氣運移機(jī)理
    2.1 頁巖氣的解吸機(jī)理
    2.2 頁巖氣擴(kuò)散機(jī)理
    2.3 頁巖氣的滑脫效應(yīng)
    2.4 頁巖氣藏壓裂開采技術(shù)
    2.5 頁巖氣流動控制方程
    2.6 本章小結(jié)
3 考慮吸附膨脹和有效應(yīng)力的流固耦合滲透率模型
    3.1 頁巖儲層變形的應(yīng)力場控制方程
    3.2 天然裂隙滲透率模型
    3.3 基質(zhì)滲透率模型
    3.4 考慮吸附膨脹的流固耦合頁巖氣滲流模型
    3.5 本章小結(jié)
4 頁巖儲層雙重介質(zhì)模型多因素影響規(guī)律
    4.1 COMSOL MULTIPHYSICS軟件介紹
    4.2 數(shù)值模擬方案及參數(shù)
    4.3 頁巖氣單井開采規(guī)律
    4.4 頁巖氣雙井開采的規(guī)律
    4.5 含水力壓裂裂的開采規(guī)律
    4.6 本章小結(jié)
5 裂隙分布規(guī)律對頁巖氣產(chǎn)能的影響
    5.1 立方模型與平面模型
    5.2 天然裂隙分布規(guī)律
    5.3 水力壓裂裂隙對天然裂隙的導(dǎo)通規(guī)律
    5.4 水力壓裂裂隙二次壓裂規(guī)律
    5.5 本章小結(jié)
6 主要結(jié)論及展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3753669