多段压裂页岩气水平井产能数值模拟研究

发布时间：2017-10-16 03:03

  本文关键词：多段压裂页岩气水平井产能数值模拟研究

  更多相关文章： 页岩气 水力压裂 水平井 数值模拟 裂缝优化 因子分析

【摘要】：页岩气作为新型的洁净能源,研究其开采技术对我国能源结构调整具有重要的战略意义。为了优化压裂参数,提高页岩气抽采效率,本文基于多孔介质渗流理论建立了不同压裂参数下的页岩气数值计算模型,模拟了实例井在开发过程中气流场参数对不同水力压裂状态的动力学响应特性。基于模拟结果,运用因子分析法对裂缝条数、间距、半长等压裂参数进行分析,为构建页岩气开采储层物性参数动态变化规律,模拟渗流规律,为页岩气开发方案提供依据。主要研究工作如下:(1)从页岩中的赋存状态以及渗流规律等相关物理性质的认识出发,根据气体状态方程和Langmuir方程推导出页岩气含量表达式。(2)通过对页岩气的储层特征、赋存方式和运移产出机理等方面系统的研究,分析了基质、孔隙、裂缝在不同状态下流体流动方式,基于渗流定律和质量守恒定律,推导出页岩气运移控制方程。(3)模拟了不同情形的水平井页岩气运移特性。在给定的压力、初始条件及边界条件下,人工压裂三条裂缝情况下,模拟得到孔隙压力变化,对基质与裂缝之间流动方式以及裂缝之间压力进行研究;在相同裂缝半长,不同间距裂缝的情况下,模拟压裂裂缝间距对产量影响并进行分析,得到最优压裂间距;在相同间距,不同裂缝半长的情况下,模拟裂缝半长对产量影响并进行模拟分析,得到最优裂缝半长;在水平井长一定,相同裂缝半长,裂缝数量不同的情况下,模拟压裂裂缝条数对产量影响并进行分析,得到最优裂缝条数。(4)基于数值模拟结果运用多因素分析对压裂参数进行统计,分析裂缝条数、裂缝间距及裂缝半长对产能影响大小。运用因子分析法对压裂参数与产气量进行统计分析,按照对产能累计贡献率排序,得到影响产气量大小主要因素的顺序。
【关键词】：页岩气 水力压裂 水平井 数值模拟 裂缝优化 因子分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE37;O357.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 研究背景8
• 1.2 研究意义8-12
• 1.3 国内外研究现状12-17
• 1.3.1 国外研究现状12-14
• 1.3.2 国内研究现状14-17
• 1.4 研究目的、内容、技术路线17-19
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.4.3 技术路线18-19
• 2 页岩气渗流基本方程19-29
• 2.1 页岩的物理性质19-22
• 2.1.1 页岩孔隙结构19-22
• 2.1.2 渗透率22
• 2.2 页岩气运移参数及页岩含气量22-25
• 2.2.1 页岩气藏气体赋存方式22-24
• 2.2.2 页岩气含量24-25
• 2.3 运移特性25-28
• 2.3.1 页岩气解吸25
• 2.3.2 扩散25-27
• 2.3.3 达西流动27
• 2.3.4 非达西流动27-28
• 2.4 小结28-29
• 3 页岩气流动模型29-36
• 3.1 基本假设30-31
• 3.2 页岩气基质渗流方程31-33
• 3.3 孔隙渗流方程33-34
• 3.4 人工裂缝渗流方程34-35
• 3.5 气井产量35
• 3.6 小结35-36
• 4 页岩气水平井多段压裂数值模拟36-51
• 4.1 页岩气藏几何模型36-37
• 4.2 页岩气多段压裂物理模型及定解条件37-38
• 4.2.1 物理模型37-38
• 4.2.2 初始条件与边界条件38
• 4.3 气藏数值模型38-40
• 4.3.1 有限差分法38-39
• 4.3.2 网格划分39-40
• 4.4 页岩气数值模拟动态分析40-50
• 4.4.1 压力影响分析40-43
• 4.4.2 裂缝间距影响43-45
• 4.4.3 裂缝半长影响45-48
• 4.4.4 裂缝条数影响48-50
• 4.5 小结50-51
• 5 裂缝参数因子分析51-57
• 5.1 因子分析法51-54
• 5.2 计算结果分析54-56
• 5.3 小结56-57
• 6 结论及展望57-59
• 6.1 主要结论57-58
• 6.2 后续研究工作的展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-66
• 附录66
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录66
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;綦江页岩气开发项目启动[J];精细化工原料及中间体;2009年09期

2 本刊编辑部;;我国研究人员发现页岩气的直接存在[J];天然气工业;2009年09期

3 李立;;中国正式实施新型能源页岩气开发[J];石油钻采工艺;2009年05期

4 ;我国首个页岩气开发项目在綦江启动[J];吐哈油气;2009年03期

5 王立彬;;中国启动页岩气资源勘查[J];国外测井技术;2009年05期

6 安晓璇;黄文辉;刘思宇;江怀友;;页岩气资源分布、开发现状及展望[J];资源与产业;2010年02期

7 蒋志文;;页岩气简介[J];云南地质;2010年01期

8 钱伯章;朱建芳;;页岩气开发的现状与前景[J];天然气技术;2010年02期

9 高慧丽;;唤醒沉睡的页岩气[J];山东国土资源;2010年04期

10 张大伟;;加速我国页岩气资源调查和勘探开发战略构想[J];石油与天然气地质;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈明;;世界页岩气勘探开发现状及面临的环境问题[A];第二届全国特殊气藏开发技术研讨会优秀论文集[C];2013年

2 叶舒阳;;页岩气开发对环境的影响及对策[A];浙江省经济欠发达地区低碳发展综合研讨会论文集[C];2013年

3 王玉芳;包书景;张宏达;葛明娜;王劲铸;孟凡洋;任收麦;;国外页岩气勘查开发进展[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S13石油天然气、非常规能源勘探开发理论与技术分会场[C];2013年

4 吴西顺;;世界各国页岩气政策综述[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S01地质科技与国土资源管理科学研讨分会场[C];2013年

5 ;中国页岩气勘探开发现状及前景展望[A];“宝塔油气”杯第四届天然气净化、液化、储运与综合利用技术交流会暨LNG国产化新技术新设备展示会论文集[C];2014年

6 林斌;郭巍;赵肖冰;曹瀚升;王少华;;页岩气资源评价方法:概率体积法在三江盆地古生代页岩气中的应用[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年

7 印兴耀;吴国忱;;页岩气储层地震评价[A];中国地球物理2013——第二十三专题论文集[C];2013年

8 蔡启宏;傅子云;;地震频率信息在页岩气勘探开发中应用的可能性分析[A];中国地球物理2013——第二十三专题论文集[C];2013年

9 刘禹;王常斌;文建军;宋付权;;页岩气渗流中的力学模型分析[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（上册）[C];2013年

10 滕吉文;刘有山;;中国页岩气成藏和潜在产能与对环境的污染分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度（第13届）学术论文汇编——特提斯研究中心[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 王巧然;中国石油储备页岩气开发技术[N];中国石油报;2008年

2 中国地质大学（北京）能源学院教授 张金川;中国应大力开发页岩气[N];中国能源报;2009年

3 林刚;我国首个页岩气合作开发项目已实施[N];中国企业报;2009年

4 李冰　李婧婧;页岩气藏：尚待开发的处女地[N];中国石化报;2009年

5 本报记者 胡学萃;页岩气：有望改变我国能源格局[N];中国能源报;2009年

6 胡文瑞;页岩气：“鸡肋”变“牛排”[N];中国经济导报;2010年

7 本报记者 高慧丽;唤醒沉睡的页岩气[N];地质勘查导报;2010年

8 李慧;页岩气并非亚洲首选[N];中国能源报;2010年

9 本报记者 王海霞;页岩气勘探热潮席卷欧洲[N];中国能源报;2010年

10 特约记者 刘楠;我国页岩气开采将从重庆起步[N];中国化工报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郭为;页岩储层特征与渗流机理研究[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2014年

2 金吉能;页岩气地球物理建模分析[D];长江大学;2015年

3 张宏学;页岩储层渗流—应力耦合模型及应用[D];中国矿业大学;2015年

4 梁顺;长壁开采区内垂直页岩气井稳定性研究[D];中国矿业大学;2015年

5 俞杨烽;富有机质页岩多尺度结构描述及失稳机理[D];西南石油大学;2013年

6 郭晶晶;基于多重运移机制的页岩气渗流机理及试井分析理论研究[D];西南石油大学;2013年

7 冯杨伟;伊宁盆地构造—热演化与上古生界页岩气成藏条件研究[D];西北大学;2015年

8 俞益新;鄂尔多斯盆地东南部延长组页岩油气富集机理研究[D];中国地质大学(北京);2012年

9 姜文利;华北及东北地区页岩气资源潜力[D];中国地质大学(北京);2012年

10 时贤;页岩气水平井体积压裂缝网设计方法研究[D];中国石油大学(华东);2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘龙;页岩气资源开发利用管理研究[D];长安大学;2014年

2 余美;基于科学发展观的我国页岩气开发战略研究[D];西南石油大学;2015年

3 曹俊;金阳—威信地区下古生界牛蹄塘组页岩气资源潜力分析[D];西安石油大学;2015年

4 白生宝;鄂尔多斯盆地南部延长组长7段页岩气储层评价[D];西安石油大学;2015年

5 折文旭;页岩气藏水平井HEGF裂缝网络渗流模型研究[D];西安石油大学;2015年

6 郭文;页岩气水平井分段压裂产能分析研究[D];西安石油大学;2015年

7 朱炳成;我国页岩气开发利用环境保护法律制度研究[D];中国政法大学;2015年

8 韩淑乔;高过成熟阶段页岩生烃及含气量研究[D];西安石油大学;2014年

9 苏俊;页岩气储层双侧向测井有限元正演模拟研究[D];中国地质大学(北京);2015年

10 颜君;页岩气储层感应测井数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2015年

，

本文编号：1040221