改进的蒸汽吞吐渗流-地质力学耦合模型

综合考虑蒸汽吞吐过程中地层膨胀和再压实诱发的孔隙变形和渗透率变化,改进了现有地质力学模型并与渗流方程进行热力学耦合,形成渗流-地质力学耦合模型,将耦合模型与响应面法和拉丁超立方体设计相结合,进行敏感性分析和不确定性评价,量化地层膨胀-再压实参数对蒸汽吞吐效果的影响。研究表明,改进的渗流-地质力学耦合模型可以更准确地实现注汽压力、注汽量及油水产量的历史拟合;线性模型和二次模型中,再压实压力的升高对注汽量和产水量的增加影响最明显,压缩系数、再压实压力与注汽量和油水产量正相关,膨胀压力与注汽量和油水产量负相关;线性模型中,膨胀压力对累计产油量的影响最明显且负相关,压缩系数、再压实压力与产油量正相关;二次模型中,再压实压力对累计油水产量和注汽量影响最明显且正相关;膨胀压力、再压实压力与海绵状岩石压缩系数之间的交互作用对累计油水产量和累计注汽量均具有负面影响。

页岩气老井重复压裂时机优化方法

基于多孔介质弹性理论、嵌入式离散裂缝模型及有限体积法,考虑页岩气微观渗流机制,建立适用于裂缝性页岩气储集层的渗流-地质力学全耦合模型,并提出了重复压裂时机优化方法,采用四川盆地涪陵页岩气井资料分析了重复压裂时机的影响因素。研究表明:受地层压力衰竭影响,最大水平主应力反转面积占总面积的百分比随时间的延长先增加后减小,且距人工裂缝越近的区域,应力反转面积百分比曲线出现峰值的时间越短,最终归零(恢复到初始状态)的时间也越短。重复压裂的最佳时间受基质渗透率、初始应力差、天然裂缝逼近角的影响:基质渗透率、初始应力差越大,应力反转面积百分比曲线出现峰值、恢复到初始状态的时间越短,采取重复压裂措施的时机越早。天然裂缝逼近角越大,裂缝附近越难发生应力反转、重复压裂最佳时间越早,人工裂缝末端以远区域越易发生应力反转、重复压裂最佳时间越晚。对于基质渗透率很小的储集层,其单井产能递减快,为保证经济性,可采取关井或注气补能等措施恢复应力,提前实施重复压裂。