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异常高压裂缝性低渗气藏渗流规律研究

2020-12-11阅读(250)

异常高压裂缝性低渗气藏渗流规律研究

论文摘要

裂缝性低渗透气藏在我国油气工业中占有重要地位。已经发现的磨溪、大北气田均含异常高压裂缝性低渗气藏。该类气藏储层基质渗透率低,裂缝发育,储层非均质严重,单井产能高低不均。同时,大量实验证明裂缝具有较强的压敏效应,近井气体高速非达西渗流,低渗基质中存在启动压力梯度,导致异常高压裂缝性低渗气藏渗流规律复杂。传统意义上的经典渗流模型基础上的商业化数值模拟软件不能同时考虑异常高压裂缝性气藏的裂缝系统存在的应力敏感现象与基质系统存在启动压力梯度特征。本文首先从异常高压裂缝性低渗气藏的成因、地质及开发特征出发,分析了气井拟稳态产能方程。基于Warren-Root几何模型,在考虑基质启动压力梯度、裂缝应力敏感及基质-裂缝窜流量时变性的基础上,建立了考虑异常高压裂缝性低渗气藏渗流规律微分方程,差分方程,且给出了其求解方法,编制了相应的异常高压裂缝性低渗气藏产能模拟软件APGR-NFR。采用某异常高压裂缝性低渗气藏的储层参数,综合考虑启动压力梯度和应力敏感的产能,并分析不同避水高度、水体大小、非均质性对产能的敏感性。取得了以下主要研究成果：（1）分析异常高压裂缝性低渗气藏渗流的滑脱效应、非达西、应力敏感影响因素,建立考虑其影响的拟稳态产能方程,并对比产能分析发现应力敏感对产能的影响最大；（2）建立了考虑高速非达西、应力敏感的裂缝性低渗透气藏的双重介质三维两相渗流数学模型,并对数学模型进行了有限差分和求解；（3）编制了异常高压裂缝性低渗气藏APGR-NFR软件,可以便捷的输入基质-裂缝参数,求得的产能对比分析了商业数值模拟软件Eclipse模拟结果,具有一定的可行性；（4）利用APGR-NFR软件模拟分析考虑启动压力梯度和应力敏感以及不考虑这两个因素时的产能进行综合分析,应力敏感性对气井产能影响强于启动压力梯度；（5）模拟分析了在综合考虑启动压力梯度和应力敏感条件下,避水高度在10m产量更优,水体大小倍数小于3倍时产量敏感性更强、kh/kv与对产能的影响为较强的负相关。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究目的和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 异常高压裂缝性低渗气藏开发理论研究现状
  • 1.2.2 异常高压低渗透裂缝气藏数学模型研究现状
  • 1.3 主要研究内容和技术路线
  • 1.3.1 主要研究内容
  • 1.3.2 技术路线图
  • 1.4 主要研究成果
  • 第2章 异常高压裂缝性低渗气藏地质特征及开发特征
  • 2.1 异常高压裂缝性低渗气藏基本特征
  • 2.1.1 异常高压储层基本特征
  • 2.1.2 裂缝性低渗储层基本特征
  • 2.2 异常高压裂缝性低渗气藏的地质特征
  • 2.2.1 孔隙结构特征
  • 2.2.2 渗透率特征
  • 2.2.3 微裂缝特征
  • 2.2.4 非均质性特征
  • 2.3 异常高压裂缝性低渗气藏开发特征及影响因素
  • 2.3.1 开发特征
  • 2.3.2 滑脱效应
  • 2.3.3 应力敏感
  • 2.3.4 非达西渗流
  • 2.3.5 相渗关系及含水饱和度
  • 2.3.6 其它敏感性分析
  • 第3章 异常高压裂缝性低渗气藏气井稳态产能方程
  • 3.1 常规气井的产能方程
  • 3.1.1 稳定状态流动的产能方程
  • 3.1.2 拟稳定状态流动的产能方程
  • 3.2 考虑影响因素的异常高压气井产能方程
  • 3.2.1 直井的气井产能计算
  • 3.2.2 异常高压水平井产能计算修正
  • 第4章 异常高压裂缝性低渗气藏双重介质模型建立
  • 4.1 异常高压裂缝性低渗气藏模型及分析
  • 4.1.1 异常高压裂缝性低渗气藏双孔模型
  • 4.1.2 异常高压裂缝性低渗气藏模型分析
  • 4.2 本文模型假设条件
  • 4.3 双重介质异常高压低渗透气藏渗流模型
  • 4.3.1 基质与裂缝的时变渗流模型
  • 4.3.2 考虑应力敏感的基质与裂缝的渗流
  • 4.3.3 考虑启动压力梯度的基质-裂缝窜流方程
  • 4.3.4 考虑应力敏感的裂缝流动方程
  • 4.3.5 考虑裂缝中气体高速非达西流的流动方程
  • 4.3.6 数学模型
  • 4.4 模型定解条件
  • 4.4.1 初始条件
  • 4.4.2 边界条件
  • 4.5 模型的求解
  • 4.5.1 压力方程的推导
  • 4.5.2 微分方程的离散化
  • 4.5.3 差分方程的线性化
  • 4.5.4 线性方程组的解法
  • 4.6 井模型处理
  • 第5章 数值模拟及分析（模型计算）
  • 5.1 APGR-NFR模型简介
  • 5.1.1 程序计算流程
  • 5.1.2 APGR程序界面
  • 5.1.3 APGR-NFR软件验证
  • 5.2 APGR-NGR软件应力敏感及启动压力梯度模拟
  • 5.3 APGR-NGR软件模拟
  • 5.3.1 避水高度对产能的影响
  • 5.3.2 水体大小对产能的影响
  • 5.3.3 非均质性对产能的影响
  • 5.4 模型总结
  • 第6章 结论及建议
  • 6.1 结论
  • 6.2 建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 部分模块代码

    • 相关论文文献

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