發(fā)布時間：2017-09-27 12:04

  本文關(guān)鍵詞：煤層氣井產(chǎn)能預(yù)測模型建立及數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 煤層氣 數(shù)值模擬 產(chǎn)能預(yù)測 影響因素

【摘要】：煤層氣的生產(chǎn)需經(jīng)過解吸、擴散、滲流三個過程,流動過程復(fù)雜,用常規(guī)油氣的方法預(yù)測產(chǎn)量十分困難,迫切需要建立能夠體現(xiàn)煤層開發(fā)過程和規(guī)律的產(chǎn)量模型,來滿足當(dāng)前生產(chǎn)的需要。以蘭格繆爾等溫吸附曲線、菲克第一定律與達西定律為理論基礎(chǔ);對基質(zhì)、微裂隙使用質(zhì)量守恒定律,推導(dǎo)出基質(zhì)壓力、裂隙壓力、解吸量與滲流量任意二者的函數(shù)關(guān)系;通過孔隙空間的質(zhì)量守恒建立了包含擴散量的氣水兩相連續(xù)方程;再根據(jù)初始條件與不同工況時的邊界條件,建立了煤層氣流動的偏微分方程組。將偏微分方程組離散,通過解吸方程與擴散方程推導(dǎo)出基質(zhì)壓力的裂隙壓力表達式,以隱壓顯飽法推導(dǎo)出只顯含裂隙壓力的變系數(shù)壓力方程組;參照強隱式迭代法的迭代思路,建立了煤層氣流動的數(shù)學(xué)模型與求解方法。該方法將需要迭代計算的基質(zhì)壓力與裂隙壓力的關(guān)系簡化為一個一元二次方程,減少了一次內(nèi)部迭代的過程,極大地提高了運算速度。將模型編譯成軟件,通過控制變量法以限定最大產(chǎn)氣量定井底流壓的工作制度擬合各參數(shù)對井的影響,并對比分析。蘭氏體積、蘭格繆爾常數(shù)與解吸時間等參數(shù)對地層泄氣范圍的影響并不顯著。不同井型對周圍地層的影響范圍也不相同,壓裂裂縫的影響范圍最廣,可達120m以上;與邊界平行的水平井筒次之,可達100m左右;與邊界垂直的水平井筒最差,可達80m左右。對韓城礦區(qū)井進行產(chǎn)氣量擬合并以定井底流壓的方式預(yù)測一年的產(chǎn)量。當(dāng)工作制度由近似定產(chǎn)量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎ň琢鲏悍绞綍r,產(chǎn)氣曲線與產(chǎn)水曲線均呈下降趨勢。但產(chǎn)水量受到的影響較小,而產(chǎn)氣量下降速度較快,產(chǎn)氣穩(wěn)定時的產(chǎn)氣量要低于初始產(chǎn)量的四分之一。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣 數(shù)值模擬 產(chǎn)能預(yù)測 影響因素
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE328
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 問題的提出及研究意義12-13
• 1.4 課題來源及本文的研究內(nèi)容13-15
• 第2章 煤層氣井開發(fā)過程中的流動模型15-23
• 2.1 解吸過程15-18
• 2.1.1 蘭格繆爾吸附模型16
• 2.1.2 弗倫德利希等溫吸附方程16
• 2.1.3 L-F方程16-17
• 2.1.4 BET多分子層模型17-18
• 2.1.5 吸附勢理論模型18
• 2.2 擴散過程18-20
• 2.2.1 菲克擴散19-20
• 2.2.2 諾森擴散20
• 2.2.3 過渡型擴散20
• 2.3 滲流過程20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 四種生產(chǎn)井型的產(chǎn)能模型建立23-47
• 3.1 產(chǎn)能模型建立的理論基礎(chǔ)23-24
• 3.1.1 解吸過程23
• 3.1.2 擴散過程23-24
• 3.1.3 滲流過程24
• 3.2 地質(zhì)模型假設(shè)24-25
• 3.3 數(shù)學(xué)模型建立與求解25-46
• 3.3.1 擴散過程的壓力表達式25
• 3.3.2 偏微分方程組的建立25-28
• 3.3.3 煤層網(wǎng)格化與偏微分方程組的差分28-33
• 3.3.4 四種井型的假設(shè)與簡化33-35
• 3.3.5 差分方程組的求解35-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 程序編譯及煤層氣井產(chǎn)能影響因素分析47-68
• 4.1 程序編譯47-50
• 4.1.1 軟件設(shè)計思路47-48
• 4.1.2 功能實現(xiàn)48-50
• 4.2 產(chǎn)能影響因素分析50-66
• 4.2.1 壓裂直井51-58
• 4.2.2 多分支水平井58-66
• 4.3 本章小結(jié)66-68
• 第5章 礦場數(shù)值模擬68-79
• 5.1 韓城礦區(qū)概況68-70
• 5.2 歷史擬合與產(chǎn)能預(yù)測70-78
• 5.2.1 W2-4 井70-73
• 5.2.2 W2-16 井73-76
• 5.2.3 HN-P3井76-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-80
• 參考文獻80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果83-86
• 致謝86

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