致密气藏体积酸压工艺参数优化研究

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作者刘源
来源西南石油大学
出版年2015
摘要
微地震测试及现场试验表明致密裂缝性气藏体积酸压施工易形成复杂酸蚀缝网。经典的双翼缝扩展延伸模型难以有效仿真复杂缝网动态扩展延伸过程,不能进行缝网参数、施工参数优化,酸压设计存在极大的盲目性。为此,有必要建立一种更符合体积酸压实际的复杂缝网扩展延伸、酸蚀数值模型,揭示水力—酸蚀缝网扩展延伸模式及本质,实现体积酸压过程动态仿真,科学指导酸压设计,大幅度提高酸压效果。在广泛调研国内外关于水力裂缝延伸模型、水力裂缝与天然裂缝相交作用机理的基础上,系统深入的开展了水力缝网延伸模型、水力裂缝与天然裂缝相遇情况判断模型与酸蚀缝网模型研究,构建了完善的复杂水力-酸蚀缝网模拟体系,取得的主要成果如下:(1)充分考虑远场就地应力、水力裂缝尖端应力在天然裂缝界面上的作用情况,并结合M-C(摩尔库伦准则)起裂条件,建立了水力裂缝与天然裂缝相遇情况判断模型,为复杂网络裂缝扩展模拟提供了力学准则;并采用正交实验方法获得了影响水力裂缝与天然裂缝相交作用的地质力学主控因素:摩擦系数>水平应力差>逼近角>岩石抗张强度>内聚力。(2)详细推导并求解了水力裂缝延伸的二维模型及酸岩流动反应模型,耦合水力裂缝与天然裂缝相遇情况判断模型、天然裂缝离散网络模型,形成了水力—酸蚀缝网扩展延伸仿真模型群;并在此基础上设计了合理的计算机算法,编制了复杂缝网扩展延伸模拟程序,实现了快速有效追踪复杂裂缝网络延伸过程,获得了水力—酸蚀缝网相关参数,为酸压方案优化提供依据。(3)建立了一套体积酸压井参数优化设计方法,实现了复杂缝网扩展延伸形态、缝网参数与施工参数优化。在复杂水力—酸蚀缝网动态扩展延伸模拟基础上,构建了体积酸压井产能预测模型,考察多组施工参数对体积酸压井产能动态变化特征影响,揭示了致密油气藏体积酸压渗流规律和水动力学行为特征;以产能最大化为目标,还可以优化出体积酸压工艺参数、预测压后效果。本论文的研究成果,对于体积酸压施工设计及体积酸压后缝网参数评估都具有重要的指导意义,并且为今后类似储层裂缝延伸模拟研究提供了可参考的研究思路和方法。

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