低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论研究
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低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论研究作者:朱耀森
来源:《中国化工贸易·下旬刊》2017年第07期
摘要:低渗透油气资源是运用于生产生活的一项重要资源,但其开采难度大,需要高科技的技术支持。
低渗透油气资源在世界上也属于非常稀缺的资源,产量较小,逐年增产量不稳定,因此对于低渗透油气藏进行深入研究势在必行。
本文将针对低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论进行研究。
关键词:低渗透油气藏;压裂水平井;分形渗流理论
随着人类社会的不断进步,各种生产生活活动对于能源资源的需求逐渐增加,能源资源面临着枯竭的危机。
而低渗透油气藏作为一种非常规的天然气,不仅能够作为能源资源的补充,而且是一种清洁能源,为环境的保护做出重要贡献,因此被世界许多国家所青睐。
而低渗透油气藏由于其特殊性,需要极高的技术手段才能更好地加以利用,因此要不断加强技术研发,实现对低渗透油气藏的利用。
1 低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论的研究现状
目前國外对于低渗透油气藏的研究工作取得了很大的进步,水力压裂技术的出现极大地改善了油气藏增产量逐年降低的状况。
多级压裂水平井的诞生又进一步提高了水力压裂的安全性,获得了更大的经济效益,极大地改善了油气藏的渗流环境。
低渗透油气藏储存于孔隙结构极其复杂的多孔介质中,因此国外学者借助扫描式电子显微镜对存储介质进行了观察,并发现这些空隙的分形特性,最终建立了分形模型,并借助几何模型,对空隙密度进行了精密的计算。
一些学者利用树状的分形网络模型对裂缝性油气藏进行模拟,通过精密的观察以及二维、三维图形的分析,形象地模拟出裂缝性油气藏的流动过程,并将这一研究方法不断优化,为研究做出重要贡献。
2 低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论的研究方法
国内外对于低渗透油气藏的研究建立在多孔介质统一毛细管束模型、考虑应力敏感效应的低渗透油气藏基质模型以及树状分形裂缝网络物理模型三种模型的基础上。
2.1 多孔介质统一毛细管束模型
由于储存低渗透油气藏的介质为多空隙的复杂介质,因此学者建立了多孔介质统一毛细管束模型,该模型包括毛细管流量函数、毛细管长度函数、毛细管概率密度分布函数等函数。
多孔隙毛细管束模型不仅能够对前人对油气藏的研究成果进行总结,而且能够让研究人员将现有研究成果与前人研究成果进行对比,从而得出更加科学的结论。
多孔隙毛细管束模型除了对滑
脱效应、应力敏感效应、启动压力梯度现象等方面进行了研究,而且还对宏观渗流现象产生的微观机理进行了深入探究。
这一模型通过将油气藏储存介质进行复杂性分类,从而探讨不同复杂性下油气的渗流,并通过毛细管束模型形象、直观地表述出来。
在建立起多孔介质毛细管束模型的基础上,学者根据油气藏的实际情况的不同建立起单根毛细管束模型,单根毛细管束模型有利于对油气藏的具体性研究,在此基础上进行研究能够得出多孔介质滑脱效应的解释及气体滑脱因子的内容。
2.2 考虑应力敏感效应的低渗透油气藏基质模型
考虑应力敏感效应的分形多孔介质渗透率与孔隙度预测模型是另一个能够对低渗透油气藏进行深入研究的模型,通过对于此模型的研究,能够得出多孔介质的渗透率,并分析出孔隙度变化原因。
通过对孔隙介质的深入了解,可以实现对低渗透油气在介质中渗透性的控制,从而实现对油气藏更好的利用。
2.3 树状分形裂缝网络物理模型
通过建立树状分形裂缝网络物理模型,能够确立多段压裂水平井裂缝网络的生成方法及其流动特性。
在进行树状分形裂缝网络分析时,先明确网络的参数,进而确定每个树形网络的序号,进而分析树状网络的流动特征。
在以往的多段压裂水平井渗流问题研究过程中,研究人员往往忽略了裂缝的结构和性状,将裂缝想象为均质的裂缝,这就使得研究过程中忽略了许多影响因素,进而影响了研究结果的准确性。
优化后的树状分形裂缝网络研究方式充分考虑到了单条裂缝的不同地势分布,利用了镜像反映以及叠加原理,进而得出低渗透油气藏在不同介质结构下的分布规律,使得研究更加精确。
在此基础上,便可以建立起对于多段压裂水平井产能的计算模型,将此计算模型与裂缝网络流动模型相结合,能够得出低渗透油气藏的渗流规律,成为下一步研究的依据。
2.4 多段压裂水平井渗流规律研究
要研究多段压裂水平井的渗流规律,首先要对水平井单条裂缝的地层状况进行研究,以三维的眼光观察裂缝,得出裂缝在油气稳定生产时的分布规律。
在完成这一步的研究后,利用镜像反映和叠加原理,以此类推,得出其它油气田的裂缝分布规律,在此基础上就能够得出多段式压裂水平井的产能计算公式,将这一公式与多段式水平井的网络流动特征方程联立求解,方可得出多段式压裂水平井的渗流规律,得到正确结论。
3 小结
低渗透油气藏资源作为一项新型的清洁能源,不仅能够弥补人类生产生活对于能源的新需求,而且对于环境保护做出重要贡献,被世界许多国家所喜爱,世界上许多国家已经加大了对于低渗透油气藏的研究力度。
要实现对低渗透油气藏的开采和使用,必须具备高端的技术手段。
对于低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论的分析是在于多孔介质统一毛细管束模型、考
虑应力敏感效应的低渗透油气藏基质模型以及树状分形裂缝网络物理模型三种模型基础上的,在三种模型的基础上分析出多段压裂水平井的渗流规律,实现对于低渗透油气藏的开采利用。
参考文献:
[1]谭晓华.低渗透油气藏压裂水平井分形渗流理论研究[D].成都:西南石油大学,2015.
[2]梁全权.低渗透油藏压裂水平井产能研究[D].荆州:长江大学,2015.。