延长陆相页岩气储层水力压裂裂缝导流能力评价方法研究

摘要

石油天然气是不可再生资源，随着其消费量的逐年增长，寻求新型代替性能源非常重要。以吸附或游离状态存在于泥页岩中的页岩气与常规天然气具有相同的理化性质且储量丰富，应用前景巨大。在油气田的各种增产措施中，水力压裂是一种比较有效和常用的方法，压裂的目的就是要在井筒的附近地层中形成高导流能力的渗流通道供油气渗流。在水力压裂过程中，人们也注意到一个重要的参数:裂缝导流能力，能否形成较高的裂缝导流能力是压裂作业的关键。 本文通过实验室的裂缝导流能力测试试验，证明了实验室中长期导流能力和短期导流能力有很大区别，导流能力值相对稳定时的长期导流能力，相对于短期导流能力下降多达50％左右。实验同时显示了气测与液测导流能力的巨大差异，这就直接改变了气井压前的潜力评估、优化设计、压后效果预测及支撑剂的评价优选观念，使气井的压裂作业更具合理性和针对性。实验也说明蒸馏水和压裂液破胶液对裂缝的导流能力都有伤害。 然而实验室测试的导流能力与井下实际导流能力在加砂方式、支撑剂铺置、裂缝闭合等均不相同，本文对可能引起井下实际导流能力的因素进行了较详细的分析。由于影响井下实际裂缝导流能力的因素较多，本文采用了两种方法探讨获得井下实际裂缝导流能力值:(1)通过生产历史数据反演的数值模拟计算裂缝导流能力的方法;(2)建立新型模型，计算得到PwD(tD)～tD的图板，通过与图板的数据匹配估算出裂缝导流能力。通过对裂缝导流能力的评价研究，可以进一步的指导现场压裂作业。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的与意义

1．2 国内外研究状况

1．2．1 页岩气资源现状

1．2．2 裂缝导流能力评价方法研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 实验室裂缝导流能力测试研究

2．1 延长陆相页岩气地质状况概述

2．2 实验仪器以及实验原理

2．2．1 仪器组成各部件

2．2．2 仪器流程图

2．2．3 仪器主要技术指标

2．2．4 仪器主要技术特点

2．2．5 实验原理

2．3 液测裂缝长短期导流能力实验研究

2．3．1 支撑剂短期导流能力研究

2．3．2 支撑剂长期导流能力实验研究

2．3．3 支撑剂液测长短期导流能力比较

2．3．4 气测裂缝导流能力实验研究

2．3．5 气液导流能力实验数据对比分析

2．3．6 支撑剂伤害后裂缝导流能力研究

2．3．7 压裂液破胶时间对导流能力的影响

2．4 实验室与现场条件裂缝导流能力差异的分析评价

2．4．1 裂缝闭合压力

2．4．2 支撑剂粒径

2．4．3 铺砂浓度

2．4．4 支撑剂强度

2．4．5 支撑剂颗粒圆度和球度

2．4．6 凝胶损害

2．4．7 支撑剂嵌入

2．4．8 环境影响

2．4．9 压裂液残渣

2．4．10 碎屑运移

2．4．11 流动条件的影响

第三章 生产历史数据反演井下裂缝导流能力

3．1 离散裂缝网格理论(DFN)

3．1．1 动量方程

3．1．2 离散裂缝网格(DFN)的动量方程

3．1．3 DFN特性

3．1．4 质量守恒

3．2 通过产量数据历史拟合反演裂缝导流能力

第四章 井下裂缝导流能力的新型模型的评价

4．1 新型模型的假设条件

4．2 模型的具体推导过程

4．3 用矩阵方程计算多重有限导流裂缝算法

第五章 井下裂缝导流能力的新型模型计算方法与应用

5．1 Stehfest算法

5．2 通过MATLAB编程

5．2．1 MATLAB简介

5．2．2 本程序用到的MATLAB的基本操作

5．2．3 使用MATLAB的计算过程

5．3 图板应用实例

第六章 认识与结论

致谢

参考文献

研究生期间发表论文