本文關(guān)鍵詞：致密油開發(fā)流固耦合作用機理及數(shù)值模擬方法研究

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【摘要】：致密油在中國資源豐富,分布廣泛,勘探前景廣闊,已在鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、松遼、渤海灣和四川等盆地獲得工業(yè)發(fā)現(xiàn)。致密油藏儲層孔喉極為細小,屬于亞微米級-納米級喉道,其變形量對儲層基質(zhì)物性參數(shù)的影響要遠高于常規(guī)油藏。且致密儲層發(fā)育不同尺度天然裂縫、人工裂縫等,進而加劇了致密油藏開發(fā)過程中的流固耦合作用。為了揭示致密油藏在壓裂與開采過程中孔縫介質(zhì)的變形規(guī)律,研究流固耦合作用對致密油藏生產(chǎn)動態(tài)的影響,本文基于致密砂巖儲層孔縫多重介質(zhì)變形力學(xué)機制,分析了致密油藏壓裂與采出過程中的流固耦合作用機理。通過對致密儲層巖心實驗數(shù)據(jù)分析,得出了基質(zhì)巖心、裂縫巖心與人工裂縫在升壓過程與降壓過程中的物性動態(tài)變化規(guī)律,同時對比了變孔壓與變圍壓兩種條件下,不同孔縫介質(zhì)應(yīng)力敏感性的差異。根據(jù)耦合的實現(xiàn)方式,將流固耦合分為擬耦合與流固耦合兩種。其中擬耦合考慮了物性變化,而不必涉及應(yīng)力、應(yīng)變。本文在擬耦合形式下,針對不同開發(fā)階段孔縫介質(zhì)變形及流體滲流特征,建立了相應(yīng)的物性參數(shù)動態(tài)變化模型及多相流滲流數(shù)學(xué)模型,通過有限體積法對模型進行了離散求解,并對典型致密油區(qū)塊實際水平井的開發(fā)過程進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明:(1)壓裂液注入過程中,基質(zhì)孔隙膨脹,孔、滲物性增大,天然裂縫開啟并逐步延伸,當(dāng)壓力高于破裂壓力后,會形成人工裂縫,從而大幅改善儲層物性參數(shù)。(2)在生產(chǎn)過程中,隨著地層流體壓力的降低,基質(zhì)孔隙收縮,裂縫開度逐漸變窄,當(dāng)壓力低于閉合壓力時,裂縫閉合導(dǎo)致儲層物性明顯降低。在流固耦合形式下,需要計算應(yīng)力、應(yīng)變,因此除滲流數(shù)學(xué)模型外,還需給出一套描述儲層變形的巖石力學(xué)模型,針對滲流與變形模型,分別采用有限差分與有限元方法進行離散求解,在此基礎(chǔ)上,對致密油多井注采開發(fā)過程進行了數(shù)值模擬,研究了儲層的流固耦合作用。結(jié)果表明:(1)致密油藏注采過程中,注水井附近基質(zhì)膨脹、裂縫開啟,物性顯著增加;(2)采油井附近基質(zhì)收縮、裂縫閉合,物性逐漸減小,從而對產(chǎn)能指標(biāo)造成不利影響。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE31

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本文編號：1255621