“层内爆炸”改造后特低渗透储层渗流机理数值模拟研究

来源 :中国科学院力学研究所(北京) 中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wintry5
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近年来,我国新找到的石油储量近2/3存在于低渗透油藏,因此低渗透油藏已成为我国石油增储上产的主要资源基础。如何提高低渗透储层的开发效果,是我国石油工业所面临亟待解决的问题,因此,有学者开始探索研究“层内爆炸”技术。有研究认为“层内爆炸”技术是一项具有良好发展前景的低渗透油田开采技术。已有的研究主要集中在室内方面,而在油藏工程方面目前尚未有人开展研究,如“层内爆炸”改造后对油井产能及注水井注入能力具有多大程度的改善,油井增产效果如何?何种产状裂缝对油井生产有利,产生多大规模的裂缝为好?该技术在油藏工程方面是否可行等等。这些问题是该技术的关键性问题。本研究的主要成果如下:   ⑴把“爆炸”产生的裂缝分为四种:(a)主缝,指由水力压裂产生的裂缝,(b)支缝,指垂直于主缝或倾角较大的裂缝,(c)横缝,指平行于主缝或倾角较小的裂缝,(d)端缝,指产生于主缝端部的裂缝;   ⑵在单相流和油—水两相流条件下,完成了有限元渗流数值模型的理论推导,采用线单元描述裂缝,采用任意四边描述地层,研制了有限元法油藏数值模拟软件,该软件实现了对任意复杂形态裂缝的数值模拟计算,在研究方法上是一重要突破;   ⑶利用数值模拟方法实现了对“层内爆炸”后产生的复杂裂缝的正确描述,在计算方法上攻破了利用有限元法求解油-水两相渗流方程的收敛性和稳定性差的难题,为有限元法在油藏数值模拟方面的进一步研究和应用创造了有力条件;   ⑷研究了“层内爆炸”后产生的类型、裂缝数量、长度、方位、导流能力等重要参数对渗流场的影响特征,得到了不同裂缝参数下的压力场图和饱和度场图的变化规律,进一步研究了不同裂缝参数对油井生产动态参数的影响规律,这些成果在国内外文献中均未见报道;   ⑸研究表明:只要“层内爆炸”产生裂缝,对油井就会产生增产效果,不必要求产生太多数量的裂缝;裂缝长度不必要求太长,如果太长会导致油井产水量增加产油量减少;裂缝的方位以垂直或接近垂直于主缝为好;产生网缝有利于油井增产;裂缝的导流能力不必太高,导流能力太高对油井增产会产生不利影响。因此认为,仅从油藏工程角度而言,“层内爆炸”是一项具有开发潜力的增产技术,值得进一步开发和研究。   本研究的创新点有:①成功地将有限元分析理论引入到复杂渗流问题的研究中,并利用线单元和任意四边形单元实现了对复杂裂缝系统的合理描述;②研制了基于有限元分析理论的油藏数值模拟软件,为复杂油藏渗流问题的数值模拟提供了新的方法,该方法针对诸如人工压裂等复杂渗流问题的模拟计算具有十分突出的优势;③针对“层内爆炸”问题的渗流机理进行了深入研究,得到了新的认识,对于指导“层内爆炸”技术的进一步研究具有重要意义。
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