不规则人工压裂井网的数值模拟研究

论文摘要

压裂改造技术已成为低渗透油藏高效开采的有效方法,目前压裂改造方案的设计方法主要采用数值模拟方法,但在模拟中对不规则井网的人工压裂井模拟仍不深入,因此,研究低渗透油藏的整体压裂改造和裂缝参数的优化对提高低渗透油藏的开发效果具有重要的意义。目前研究油藏渗流问题的数值解法主要是有限差分法,而有限元法作为一种有效的数值解法与有限差分法相比具有诸多的优点,但是,在油藏渗流问题方面的研究还很有限。本文在有限元法基本原理基础上,结合低渗透油气藏的渗流特点,比较系统地研究了有限元法在低渗透油藏上应用的原理和方法,应用有限元的基本理论从渗流基本微分方程出发推导了单相及油水两相的渗流有限元方程。将锚杆理论引入到渗流问题中来模拟计算裂缝,并采用反力算法计算流量。在此基础上利用Fortran语言编制了有限元方法的油藏模拟器。本文以某油田不规则井网压裂井为例,对油井的生产动态进行了历史拟合,讨论了在现有井网条件下裂缝参数、地层物性参数、地层压力对压裂井的生产动态影响,并研究了几种不规则井网形式下的生产动态曲线规律,提出了井网布置的优化方案。其研究结果对不规则井网压裂方案的优化设计具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 人工裂缝井数值模拟研究现状
• 1.2 有限元法与其它数值计算方法的对比
• 1.3 有限元法在油藏数值模拟中的应用
• 1.4 锚杆应用及加固机理
• 1.5 本文研究内容
• 第二章 有限元法的基本原理
• 2.1 等效积分形式与加权余量法
• 2.1.1 微分方程的等效积分形式
• 2.1.2 等效积分的“弱”形式
• 2.1.3 加权余量法
• 2.2 变分原理
• 2.3 有限元方法的一般步骤
• 第三章 渗流有限元方程
• 3.1 单相流体渗流
• 3.2 油水两相渗流
• 3.2.1 方程推导
• 3.2.2 油相压力有限元方程
• 3.2.3 水相饱和度有限元方程
• 3.2.4 算法描述
• 3.3 裂缝的处理
• 3.4 井底流量的计算
• 3.5 含水率的计算
• 第四章 程序设计
• 4.1 本文程序概述
• 4.2 元件化程序设计
• 4.3 几类常见渗流问题及其求解框图
• 第五章 实例计算
• 5.1 区域概况
• 5.2 历史拟合
• 5.3 现有井网条件下裂缝长度对油井生产动态的影响
• 5.4 现有井网条件下地层物性微调后裂缝长度对油井生产动态的影响
• 5.5 现有井网条件下地层压力水平对油井生产动态的影响
• 5.6 井网调整后压裂井的生产动态模拟
• 5.6.1 调整方案设计
• 5.6.2 调整结果对比
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要