论文题目:页岩气藏储量计算方法与流固耦合作用下的数值模拟研究专业:油气田开发工程硕士生:付豪(签名)导师:张国强(签名)传统容积法计算页岩气藏地质储量时没有考虑吸附气体积对孔隙度的影响,所以计算结果偏大,同时有机碳含量和纳米孔隙百分比对页岩气储量计算也有重要影响。因此对页岩气藏的储量计算,要充分考虑这些因素。由于岩石骨架的变形,将导致页岩储层物性参数,特别是孔隙度和渗透率发生变化,继而影响流体渗流,因此有必要考虑应力场及流固耦合作用对渗流的影响。本文以容积法为起点,计算了地质储量,并且使用petrel软件进行了储量对比。在此基础上,考虑页岩气吸附分子体积,修正孔隙度后计算地质储量,并与传统方法对比。然后基于本构方程推导页岩储层应力场控制方程,基于渗流理论和物质平衡方程、Langmuir吸附等温式推导页岩气气藏双重介质气-水离散裂缝网络模型、基质-裂缝窜流方程,基于多孔介质弹性变形理论推导储层物性参数动态变化模型。综合以上方程建立页岩气藏气-水两相流固耦合数学方程,并用comsol对模型进行求解,取得以下结论:(1)以传统页岩气储量计算方法为基础,从单个吸附气分子出发,考虑吸附气体积和有机碳含量,提出一种修正孔隙度的方法来计算游离气储量。(2)通过对单井离散裂缝流固耦合模型求解分析,结果表明:随生产时间的增加,压力变化范围变大;天然裂缝与人工裂缝贯通的区域,气体压力下降最为剧烈,但未与压裂裂缝贯通的天然裂缝气体压力较高;由于耦合作用造成的孔隙度和渗透率的降低,会导致产量明显降低。(3)通过对生产过程中单井累积产量与气体压力在耦合模型和非耦合模型中的对比,结果表明:气体压力较高时,单井累积产量较高;不考虑孔隙介质变形时,累积产量将一定程度的被高估。通过对生产过程中单井累积产量与含碳量在耦合模型和非耦合模型里的对比,结果表明:含碳量较高时,单井累积产量会有一定幅度的提高;考虑孔隙介质变形时,单井累积产量变低;在耦合模型中,通过对单井累积产量与地应力的对比,结果表明:地应力越高,单井产量越低。(4)通过对整个区块离散裂缝流固耦合模型求解分析,结果表明:整个区块上压力分布非均质性明显,水平井井筒及人工裂缝周围压力下降快,未与人工裂缝相通的天然裂缝,压力下降不明显甚至升高。通过比较不同时间二维截线上和三个观测点上的压力变化,结果表明:在开采初期,由于井筒压力与气藏压力梯度较大,气体流速高,产气量较高;随生产时间的增加,井筒和气藏内的压力梯度逐渐变小,生产速率减小。(5)通过对比区块耦合模型和非耦合模型,开采相同时间时,耦合情况下压力降低比非耦合慢,孔隙度和渗透率较低,井筒附近含气饱和度较高。开采相同时间时,耦合情况下:页岩气藏压力越高,区块累积产量越高;含碳量较高时的产量比含碳量低时的产量高;地应力较高时的累积产量比地应力较低时的累积产量低。