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页岩气开采中的若干力学前沿问题
被引量:
61
1
作者
刘曰武
高大鹏
+24 位作者
李奇
万义钊
段文杰
曾霞光
李明耀
苏业旺
范永波
李世海
鲁晓兵
周东
陈伟民
傅一钦
姜春晖
侯绍继
潘利生
魏小林
胡志明
端祥刚
高树生
沈瑞
常进
李晓雁
柳占立
魏宇杰
郑哲敏
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2019年第1期1-236,共236页
页岩气的开采涉及破裂和收集输运两个关键过程.如何实现2000 m以下、复杂地应力作用下、多相复杂介质组分的页岩层内网状裂纹的形成,同时将孔洞、缝隙中的游离、吸附气体进行高效收集,涉及到诸多的核心力学问题.这一工程过程涵盖了力学...
页岩气的开采涉及破裂和收集输运两个关键过程.如何实现2000 m以下、复杂地应力作用下、多相复杂介质组分的页岩层内网状裂纹的形成,同时将孔洞、缝隙中的游离、吸附气体进行高效收集,涉及到诸多的核心力学问题.这一工程过程涵盖了力学前沿研究的诸多领域:介质和裂纹从纳米尺度到千米尺度的空间跨越,游离、吸附气体输运过程中微秒以下的时间尺度事件到历经数年开采的时间尺度跨越,不同尺度上流体固体的相互作用,以及压裂过程中通过监测信息反演内部破坏状态等.针对近年来我们国家页岩气勘探开发工作所取得的成就及后续发展中面临的前沿力学问题,在综合介绍页岩气藏的基本特征和开发技术的基础上,以页岩气开采中的若干力学前沿问题为主线,从页岩力学性质及其表征方法、页岩气藏实验模拟技术、页岩气微观流动机制及流固耦合特征、水力压裂过程数值模拟方法、水力压裂过程微地震监测技术、高效环保的无水压裂技术等6个方面的最新研究进展进行了总结和展望,结合页岩气藏开发的工程实践,深入探究了其中力学关键问题,以期对从事页岩气领域的开发和研究的从业人员提供理论基础,同时,该方面的内容对力学学科、尤其是岩土力学领域的科研工作也具有重要指导价值.
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关键词
页岩气
压裂
力学性质
数值模拟
监测技术
渗流
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职称材料
大庆长垣特高含水期表外储层独立开发方法
被引量:
5
2
作者
高大鹏
叶继根
+5 位作者
李奇
石成方
胡云鹏
侯绍继
纪淑红
黄磊
《石油与天然气地质》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期181-188,共8页
物性和含油性差的表外储层已经成为大庆长垣特高含水阶段水驱挖潜的主要对象,然而常规的井网加密、分层注水等方法开发效果较差。为此,结合表外储层发育特征和分层压裂工艺,提出了表外储层独立开发方法。根据油水井射孔层位和表内、表...
物性和含油性差的表外储层已经成为大庆长垣特高含水阶段水驱挖潜的主要对象,然而常规的井网加密、分层注水等方法开发效果较差。为此,结合表外储层发育特征和分层压裂工艺,提出了表外储层独立开发方法。根据油水井射孔层位和表内、表外储层空间分布特征,设计了"以水定油"和"以油定水"两种独立开发模式,采用多层人造浇铸岩心开展了水驱物理模拟实验,比较了两种模式的采出程度随注入量的变化特征,推导了考虑启动压力梯度和浅层水平压裂裂缝的分层压裂直井产能公式,计算分析了表外储层独立开发的技术政策界限。研究表明:长垣表外储层独立开发"以油定水"模式优于"以水定油"模式,技术极限井距和经济极限厚度分别为228 m和2 m左右。随着表外储层厚度占总射孔厚度比例的增大,采收率先下降后保持平稳,最后又快速上升。矿场应用表明:表外储层独立开发平均单井日产油量3.7 t,开发效果明显优于三次加密。
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关键词
水驱纵向波及效率
水平裂缝
分层压裂
特高含水
表外储层
水驱挖潜
大庆长垣构造
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职称材料
径向低渗非Darcy渗流动边界半解析模型
被引量:
1
3
作者
侯绍继
朱卫平
+3 位作者
刘曰武
甄怀宾
高大鹏
李奇
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2018年第10期1115-1127,共13页
低渗油藏渗流过程中普遍存在启动压力梯度(TPG).考虑低渗渗流特征,建立了平面径向低渗非Darcy渗流动边界数学模型,给出了计算动边界移动速度的公式,通过Laplace变换结合无穷级数方法求得了模型的半解析解,并进行了Stehfest数值反演.详...
低渗油藏渗流过程中普遍存在启动压力梯度(TPG).考虑低渗渗流特征,建立了平面径向低渗非Darcy渗流动边界数学模型,给出了计算动边界移动速度的公式,通过Laplace变换结合无穷级数方法求得了模型的半解析解,并进行了Stehfest数值反演.详细讨论与分析了动边界问题特性、动边界变化和传播情况,解释了启动压力梯度导致动边界不断向外扩展的现象.计算了启动压力梯度对井底压力、压力导数的影响,并给出不同条件下的地层压力分布曲线和Gringarten-Bourdet图版,同时给出了实例分析.研究发现:低渗渗流模型与常规渗流模型有着显著不同,低渗非Darcy渗流压力降是随时间扩展的,在动边界外的地层压力降为零,压力分布曲线呈现紧支性.针对具有动边界的低渗透问题,需充分考虑启动压力梯度与动边界的影响,该模型为低渗油藏渗流机理和开采动态、解释与数值模拟提供了一定的理论基础.
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关键词
低渗油藏
启动压力梯度
动边界
半解析解
数值反演
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职称材料
李群方法在渗流力学的应用
4
作者
侯绍继
刘曰武
李奇
《纯粹数学与应用数学》
2016年第4期399-408,共10页
试图用李群方法来分析流体及渗流的运动规律.对于流形上流体、渗流力学方程的研究,物理空间的流动中的拓扑结构只要具有李群的性质,便可以此来进行流动分析.这是将李群理论直接、直地应用于渗流力学的一种方法.李群方法将众多求解特定...
试图用李群方法来分析流体及渗流的运动规律.对于流形上流体、渗流力学方程的研究,物理空间的流动中的拓扑结构只要具有李群的性质,便可以此来进行流动分析.这是将李群理论直接、直地应用于渗流力学的一种方法.李群方法将众多求解特定类型的渗流微分方程方法统一到共同的概念之下.李群无穷小变换方法为寻找微分方程的闭合形式的解提供的广泛的应用,补充了求解渗流力学方程的数学物理技巧.
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关键词
李群
渗流
隔开
偏微分方程
无穷小变换
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职称材料
题名
页岩气开采中的若干力学前沿问题
被引量:
61
1
作者
刘曰武
高大鹏
李奇
万义钊
段文杰
曾霞光
李明耀
苏业旺
范永波
李世海
鲁晓兵
周东
陈伟民
傅一钦
姜春晖
侯绍继
潘利生
魏小林
胡志明
端祥刚
高树生
沈瑞
常进
李晓雁
柳占立
魏宇杰
郑哲敏
机构
中国科学院力学研究所
中国科学院大学
中国石油勘探开发研究院廊坊分院
清华大学航天航空学院
出处
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2019年第1期1-236,共236页
基金
国家十三五重大专项<页岩气气藏工程及采气工艺技术>(2016ZX05037)
国家重点基础研究发展计划(973)"中国南方海相页岩气高效开发的基础研究"(2013CB228000)
中国科学院先导B类项目"复杂介质系统前沿与交叉力学"(XDB22020200)
文摘
页岩气的开采涉及破裂和收集输运两个关键过程.如何实现2000 m以下、复杂地应力作用下、多相复杂介质组分的页岩层内网状裂纹的形成,同时将孔洞、缝隙中的游离、吸附气体进行高效收集,涉及到诸多的核心力学问题.这一工程过程涵盖了力学前沿研究的诸多领域:介质和裂纹从纳米尺度到千米尺度的空间跨越,游离、吸附气体输运过程中微秒以下的时间尺度事件到历经数年开采的时间尺度跨越,不同尺度上流体固体的相互作用,以及压裂过程中通过监测信息反演内部破坏状态等.针对近年来我们国家页岩气勘探开发工作所取得的成就及后续发展中面临的前沿力学问题,在综合介绍页岩气藏的基本特征和开发技术的基础上,以页岩气开采中的若干力学前沿问题为主线,从页岩力学性质及其表征方法、页岩气藏实验模拟技术、页岩气微观流动机制及流固耦合特征、水力压裂过程数值模拟方法、水力压裂过程微地震监测技术、高效环保的无水压裂技术等6个方面的最新研究进展进行了总结和展望,结合页岩气藏开发的工程实践,深入探究了其中力学关键问题,以期对从事页岩气领域的开发和研究的从业人员提供理论基础,同时,该方面的内容对力学学科、尤其是岩土力学领域的科研工作也具有重要指导价值.
关键词
页岩气
压裂
力学性质
数值模拟
监测技术
渗流
Keywords
shale gas
fracturing
mechanical properties
numerical simulation
monitoring technology
porous flow
分类号
TE37 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
大庆长垣特高含水期表外储层独立开发方法
被引量:
5
2
作者
高大鹏
叶继根
李奇
石成方
胡云鹏
侯绍继
纪淑红
黄磊
机构
中国科学院力学研究所
中国石油勘探开发研究院
出处
《石油与天然气地质》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期181-188,共8页
基金
国家科技重大专项(2011ZX05010-002)
文摘
物性和含油性差的表外储层已经成为大庆长垣特高含水阶段水驱挖潜的主要对象,然而常规的井网加密、分层注水等方法开发效果较差。为此,结合表外储层发育特征和分层压裂工艺,提出了表外储层独立开发方法。根据油水井射孔层位和表内、表外储层空间分布特征,设计了"以水定油"和"以油定水"两种独立开发模式,采用多层人造浇铸岩心开展了水驱物理模拟实验,比较了两种模式的采出程度随注入量的变化特征,推导了考虑启动压力梯度和浅层水平压裂裂缝的分层压裂直井产能公式,计算分析了表外储层独立开发的技术政策界限。研究表明:长垣表外储层独立开发"以油定水"模式优于"以水定油"模式,技术极限井距和经济极限厚度分别为228 m和2 m左右。随着表外储层厚度占总射孔厚度比例的增大,采收率先下降后保持平稳,最后又快速上升。矿场应用表明:表外储层独立开发平均单井日产油量3.7 t,开发效果明显优于三次加密。
关键词
水驱纵向波及效率
水平裂缝
分层压裂
特高含水
表外储层
水驱挖潜
大庆长垣构造
Keywords
waterflooding vertical sweep efficiency, horizontal fracture, separate-layer hydraulic fracture, extreme high water cut,low permeability thin layer, waterflooding production, Changyuan Structure in Daqing oilfield
分类号
TE348 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
径向低渗非Darcy渗流动边界半解析模型
被引量:
1
3
作者
侯绍继
朱卫平
刘曰武
甄怀宾
高大鹏
李奇
机构
中国科学院力学研究所
中国科学院大学
中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2018年第10期1115-1127,共13页
基金
国家科技重大专项(2011ZX05038-003)~~
文摘
低渗油藏渗流过程中普遍存在启动压力梯度(TPG).考虑低渗渗流特征,建立了平面径向低渗非Darcy渗流动边界数学模型,给出了计算动边界移动速度的公式,通过Laplace变换结合无穷级数方法求得了模型的半解析解,并进行了Stehfest数值反演.详细讨论与分析了动边界问题特性、动边界变化和传播情况,解释了启动压力梯度导致动边界不断向外扩展的现象.计算了启动压力梯度对井底压力、压力导数的影响,并给出不同条件下的地层压力分布曲线和Gringarten-Bourdet图版,同时给出了实例分析.研究发现:低渗渗流模型与常规渗流模型有着显著不同,低渗非Darcy渗流压力降是随时间扩展的,在动边界外的地层压力降为零,压力分布曲线呈现紧支性.针对具有动边界的低渗透问题,需充分考虑启动压力梯度与动边界的影响,该模型为低渗油藏渗流机理和开采动态、解释与数值模拟提供了一定的理论基础.
关键词
低渗油藏
启动压力梯度
动边界
半解析解
数值反演
Keywords
low permeability reservoir
threshold pressure gradient
moving boundary
semi-analytical model
numerical inversion
分类号
TE312 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
李群方法在渗流力学的应用
4
作者
侯绍继
刘曰武
李奇
机构
中国科学院力学研究所流固耦合实验室
出处
《纯粹数学与应用数学》
2016年第4期399-408,共10页
文摘
试图用李群方法来分析流体及渗流的运动规律.对于流形上流体、渗流力学方程的研究,物理空间的流动中的拓扑结构只要具有李群的性质,便可以此来进行流动分析.这是将李群理论直接、直地应用于渗流力学的一种方法.李群方法将众多求解特定类型的渗流微分方程方法统一到共同的概念之下.李群无穷小变换方法为寻找微分方程的闭合形式的解提供的广泛的应用,补充了求解渗流力学方程的数学物理技巧.
关键词
李群
渗流
隔开
偏微分方程
无穷小变换
Keywords
Lie group, seepage, partial differential equation, infinitesimal transformation
分类号
O035.73 [理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
页岩气开采中的若干力学前沿问题
刘曰武
高大鹏
李奇
万义钊
段文杰
曾霞光
李明耀
苏业旺
范永波
李世海
鲁晓兵
周东
陈伟民
傅一钦
姜春晖
侯绍继
潘利生
魏小林
胡志明
端祥刚
高树生
沈瑞
常进
李晓雁
柳占立
魏宇杰
郑哲敏
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2019
61
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职称材料
2
大庆长垣特高含水期表外储层独立开发方法
高大鹏
叶继根
李奇
石成方
胡云鹏
侯绍继
纪淑红
黄磊
《石油与天然气地质》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
下载PDF
职称材料
3
径向低渗非Darcy渗流动边界半解析模型
侯绍继
朱卫平
刘曰武
甄怀宾
高大鹏
李奇
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2018
1
下载PDF
职称材料
4
李群方法在渗流力学的应用
侯绍继
刘曰武
李奇
《纯粹数学与应用数学》
2016
0
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职称材料
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