【摘要】：能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),不斷攀升的能源需求和日益增大的能源壓力,使得一些難開發(fā)的油氣資源(如致密砂巖油氣藏、多重介質(zhì)碳酸鹽巖油氣藏、頁巖氣藏等)越來越受到重視。由于這些油氣資源儲(chǔ)層低孔、低(特低)滲、滲流阻力大、連通性差,若用直井和水平井開采,則無法滿足高效開發(fā)的需要；若進(jìn)行水平井多段壓裂措施改造,產(chǎn)生多條裂縫,增大泄油面積,可有效提高產(chǎn)能,因此,多段壓裂水平井已成為一種必然選擇。目前,國(guó)內(nèi)外水平井多段壓裂工藝技術(shù)已日趨成熟,該技術(shù)已在國(guó)內(nèi)大部分油田進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用,然而,其基礎(chǔ)滲流理論研究相對(duì)滯后,對(duì)多段壓裂后裂縫網(wǎng)絡(luò)滲流規(guī)律與井底壓力動(dòng)態(tài)變化規(guī)律認(rèn)識(shí)不清,導(dǎo)致該類油氣藏水平井多段壓裂后如何高效開發(fā)缺乏理論依據(jù)。從滲流力學(xué)基本原理出發(fā),根據(jù)致密砂巖油氣藏、多重介質(zhì)碳酸鹽巖油氣藏和頁巖氣藏儲(chǔ)層實(shí)際地質(zhì)特征,且充分考慮壓裂裂縫呈非等間距、非等半長(zhǎng)、非等縫高、非等任意傾角的實(shí)際情況,建立了一系列多段壓裂水平井滲流物理數(shù)學(xué)模型；并研究了一種求解多段壓裂水平井滲流模型的新方法(包括利用點(diǎn)源函數(shù)理論、三維特征值法、拉普拉斯變換、正交變換等數(shù)學(xué)方法),獲得了井底壓力動(dòng)態(tài)解；再利用計(jì)算機(jī)編程繪制了新型的試井理論樣版曲線,同時(shí)分析了井參數(shù)、裂縫參數(shù)以及儲(chǔ)層參數(shù)的敏感性特征。主要的研究模型有：①致密砂巖油氣藏(無限導(dǎo)流裂縫、有限導(dǎo)流裂縫和2區(qū)線性復(fù)合)多段壓裂水平井滲流物理數(shù)學(xué)模型(共3個(gè))。②多重介質(zhì)碳酸鹽巖油氣藏(裂縫型、孔洞型和裂縫孔洞型)多段酸壓水平井滲流物理數(shù)學(xué)模型(共7個(gè))。③頁巖氣藏(擬穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散和2區(qū)線性復(fù)合)多段壓裂水平井滲流物理數(shù)學(xué)模型(共3個(gè))。最后,形成了一套系統(tǒng)的多段壓裂水平井復(fù)雜滲流理論與試井分析方法,并做了4口現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例多段壓裂水平井的擬合解釋,獲得了有用的油氣藏參數(shù)以及壓裂裂縫參數(shù)。研究成果將為致密砂巖油氣藏、多重介質(zhì)碳酸鹽巖油氣藏、頁巖氣藏等提供新的滲流模型,促進(jìn)地下滲流力學(xué)理論的發(fā)展,為水平井多段措施改造后的高效開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:Energy is the material basis of human activities. The increasing energy demand and increasing energy pressure make some difficult oil and gas resources (such as tight sandstone reservoir, multi-medium carbonate reservoir). Shale gas reservoirs, etc.) are getting more and more attention. Because of the low porosity, low permeability, high seepage resistance and poor connectivity in these oil and gas resource reservoirs, it is impossible to meet the needs of high efficiency development if the production of vertical wells and horizontal wells is used, and if multiple fracturing measures are carried out in horizontal wells, many fractures will be produced. Increasing oil discharge area can effectively increase productivity, so multistage fracturing horizontal well has become an inevitable choice. At present, the multi-stage fracturing technology of horizontal wells at home and abroad has become more and more mature, and the technology has been widely used in most oil fields in China. However, the research on the basic seepage theory is lagging behind. It is not clear to understand the percolation law of fracture network and the dynamic change law of bottom hole pressure after multistage fracturing, which leads to the lack of theoretical basis on how to develop effectively after multistage fracturing in horizontal wells of this kind of reservoirs. Based on the basic principles of percolation mechanics, according to the actual geological characteristics of tight sandstone reservoirs, multi-medium carbonate reservoirs and shale gas reservoirs, the fracturing fractures are considered to be non-equidistant, non-equal-length and non-equifracture height. In this paper, a series of physical mathematical models of percolation in multistage fracturing horizontal wells are established, and a new method to solve the percolation model of multistage fracturing horizontal wells is studied (including point source function theory, 3D eigenvalue method, etc. Laplace transform, orthogonal transformation and other mathematical methods are used to obtain the bottomhole pressure dynamic solution, and then a new type of well test theory sample curve is drawn by computer programming, and the sensitivity characteristics of well parameters, fracture parameters and reservoir parameters are analyzed at the same time. The main research models are as follows: (1) the physical mathematical model of percolation in multi-section fracturing horizontal wells (3), (2) carbonate reservoirs with multiple media (fracture type), (2) tight sandstone reservoirs (infinite diversion fractures, finite conductivity fractures and linear complex of area 2). (3) physical mathematical models of multi-stage fracturing horizontal well percolation (7) and (3) shale gas reservoir (quasi-steady diffusion, unsteady-state diffusion and linear complex in zone 2) multi-stage fracturing horizontal well percolation physical mathematical model (3). Finally, a set of systematic complex percolation theory and well test analysis method for multi-stage fracturing horizontal wells are formed, and the fitting interpretation of multi-stage fracturing horizontal wells in 4 field examples is made, and useful reservoir parameters and fracturing fracture parameters are obtained. The research results will provide a new percolation model for tight sandstone reservoirs, multi-medium carbonate reservoirs and shale gas reservoirs, promote the development of underground percolation mechanics theory, and lay a theoretical foundation for the highly efficient development of horizontal wells after multi-stage measures.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE312

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本文編號(hào)：2282393