多段壓裂水平井壓力計(jì)算及分析方法.pdf

1、在致密油氣及頁巖氣等低滲透和特低滲透油田的開采中，其儲(chǔ)層自然產(chǎn)能低，必須通過儲(chǔ)層改造才可能達(dá)到工業(yè)油氣流的標(biāo)準(zhǔn)。水平井及其分段壓裂作為一種致密油氣藏開發(fā)的有力手段，能有效增大油氣接觸面積進(jìn)而提高油氣產(chǎn)能，因此近幾年來在低滲透油氣田中得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。由于低滲透儲(chǔ)層的致密性，其壓裂改造難度很大，成本很高，因而對(duì)壓裂施工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是致密儲(chǔ)層高效和經(jīng)濟(jì)開采的關(guān)鍵，如根據(jù)儲(chǔ)層的特征進(jìn)行水平井的布井，以及對(duì)水平井壓裂段數(shù)和裂縫半長的優(yōu)

2、化。同時(shí)本文的研究涉及到滲流方程解析和數(shù)值方法，對(duì)計(jì)算滲流力學(xué)方法，有一定的指導(dǎo)意義。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴針對(duì)油井多段壓裂水平井建立方程，運(yùn)用Newman乘積法得到了直井和水平井的單裂縫解析解。為了將單裂縫解推廣到多段壓裂井，我們建立了二維模型，并假設(shè)各個(gè)裂縫的流量并不等于其長度比，建立多段壓裂水平井方程，求解各裂縫流量和井底壓力隨時(shí)間的變化。求解的結(jié)果表明，在流動(dòng)的前期，裂縫長度與其流量基本成正比;而在流動(dòng)的后期，裂縫流

3、量基本與長度無關(guān)，影響裂縫流量的主要是裂縫分布位置。因此，建議水平井壓裂應(yīng)盡可能使裂縫長度一致，位置均勻分布。
　?、瓶紤]了真實(shí)氣體狀態(tài)方程對(duì)頁巖氣狀態(tài)進(jìn)行描述，用Langmuir吸附對(duì)頁巖氣體吸附和解析吸附現(xiàn)象進(jìn)行描述，并考慮了氣體壓敏效應(yīng)，定義了頁巖氣標(biāo)準(zhǔn)壓力，最終得到了頁巖氣多段壓裂水平井的解析解。在計(jì)算過程中，為了加快計(jì)算速度，采用了GPU加速計(jì)算技術(shù)，從而得到頁巖氣井底壓力及其導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間的變化并討論了吸附系數(shù)，儲(chǔ)容比等參

4、數(shù)對(duì)于頁巖氣開采中的井底壓力的影響。
　?、菫榱丝朔鲜鼋馕龇椒ǖ木窒藜幢仨毦匦芜吔绮⑶揖c邊界必須平行的限制，提出了復(fù)雜油氣儲(chǔ)層水平井多段壓裂非結(jié)構(gòu)PEBI網(wǎng)絡(luò)劃分方法及有效裂縫半長，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了滲流方程的有限體積離散。針對(duì)離散后線性方程組具有稀疏性、不規(guī)則性、大規(guī)模性及非對(duì)稱性的特點(diǎn)，采用預(yù)處理的GMRES進(jìn)行求解，并研發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值模擬程序。通過與數(shù)值解相對(duì)比，驗(yàn)證了解析解的正確性。最后將本文的結(jié)論運(yùn)用到某油田，并對(duì)一