低滲透油藏采油技術(shù)研究畢業(yè)論文

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）低滲透油藏采油技術(shù)研究姓 名： 學(xué) 號(hào)：性 別：專 業(yè): 批 次：電子郵箱：聯(lián)系方式：學(xué)習(xí)中心： 指導(dǎo)教師： 2011年9月15日 低滲透油藏采油技術(shù)研究摘 要低滲透油藏在我國已探明地質(zhì)儲(chǔ)量中所占的比例越來越大。由于其滲透率低，地質(zhì)條件復(fù)雜，流體滲流具有啟動(dòng)壓力梯度，低滲透油藏的產(chǎn)量低，開采難度大。壓裂技術(shù)可以通過創(chuàng)建人工裂縫，增大井筒周圍的滲透率，降低滲流阻力，增大滲流速度，提高效益。但是由于裂縫中流體在一定情況下發(fā)生高速非達(dá)西流動(dòng)，整個(gè)滲流過程變得更為復(fù)雜。本文在調(diào)研國內(nèi)外有關(guān)低滲透油藏壓裂開發(fā)模擬文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過引入視相對(duì)滲透率參數(shù)，推導(dǎo)建立了同時(shí)考慮低速非達(dá)西

2、滲流和高速非達(dá)西流滲流的數(shù)學(xué)模型，并且進(jìn)行了差分求解。采用C#語言編制了低滲油藏壓裂注采井組的數(shù)值模擬程序，并以此分析了地層滲透率、啟動(dòng)壓力梯度、裂縫導(dǎo)流能力、導(dǎo)流能力衰減系數(shù)、裂縫半長、裂縫方位、生產(chǎn)壓差、壓裂井別等因素對(duì)滲流規(guī)律的影響。關(guān)鍵詞： 低滲透油藏，啟動(dòng)壓力梯度，水力壓裂，視相對(duì)滲透率，非達(dá)西流目 錄第一章 前言11.1課題的目的和意義11.2低滲透油藏研究現(xiàn)狀2第二章低滲透油藏壓裂注采井組滲流模型的建立42.1模型的建立4油藏模型4綜合模型62.2計(jì)算單元選取7五點(diǎn)法井網(wǎng)的布置及簡化7油藏裂縫模型示意圖8第三章低滲透油藏壓裂注采井組滲流規(guī)律研究103.1基本參數(shù)103.2壓后生產(chǎn)

3、整體動(dòng)態(tài)分析113.3地層參數(shù)敏感性分析12地層滲透率的影響12啟動(dòng)壓力梯度的影響143.4裂縫參數(shù)敏感性分析16裂縫導(dǎo)流能力的影響17縫方位的影響193.5裂井別的影響20第四章總結(jié)22參考文獻(xiàn)2326第一章 前言1.1課題的目的和意義目前，低滲透油藏在我國已探明的原油地質(zhì)儲(chǔ)量中所占的比例越來越大。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，截至2008年底，全國累計(jì)探明低滲透石油地質(zhì)儲(chǔ)量141億噸，低滲透天然氣儲(chǔ)量4.1萬億立方米，可采儲(chǔ)量2.37萬億立方米。低滲透油氣的地質(zhì)儲(chǔ)量分別占全國石油儲(chǔ)量的49.2%，天然氣儲(chǔ)量的63.6%。近年來新增探明儲(chǔ)量低滲透占70%1。從已開發(fā)狀況來看，大量探明的低滲透資源難以動(dòng)用，采

4、收率很低。如何動(dòng)用和開發(fā)好低滲透油田，提高產(chǎn)量、增大經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前我們面臨的重要任務(wù)。加快低滲儲(chǔ)量的動(dòng)用，改善低滲油田的開發(fā)效果，對(duì)于東部老油田低滲區(qū)塊挖潛和新發(fā)現(xiàn)低滲油藏的高效開發(fā)都具有十分重要的意義。低滲透油田具有滲透率低、儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、自然能量補(bǔ)給差等特點(diǎn)，因此只有加強(qiáng)對(duì)低滲透油氣藏滲流機(jī)理研究，不斷提高低滲透油氣田開發(fā)水平，加深對(duì)低滲透油田的了解和認(rèn)識(shí)，才能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，也是當(dāng)今石油工作者面臨的重要課題。水力壓裂是油田增產(chǎn)、增注，保持油田穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)重要工藝技術(shù)。它利用液體傳導(dǎo)壓力的性能，在地面利用高壓泵組，以大于地層吸收能力的排量將高粘度液體泵入井中，在井底憋起高壓，此

5、壓力超過油層的地應(yīng)力和巖石抗張強(qiáng)度，在地層產(chǎn)生裂縫，然后將帶有支撐劑的攜砂液注入裂縫，使得裂縫邊得到延伸，并得到支撐，在油層形成了具有一定寬度的高滲透填砂裂縫。由于這個(gè)裂縫擴(kuò)大了油氣流動(dòng)通道，改變了流動(dòng)方式，降低了滲流阻力，可起到增產(chǎn)增注作用。這一施工過程稱之為油層水力壓裂2。水力壓裂包括理論力學(xué)、材料力學(xué)、熱化學(xué)、高分子化學(xué)、機(jī)械制造等多個(gè)學(xué)科。作為一種重要的增儲(chǔ)增產(chǎn)方法，水力壓裂得到了越來越多的應(yīng)用。壓裂的成效和壓裂的方式對(duì)低滲油田的開發(fā)效果關(guān)系重大。為了經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)低滲油田，為今后的井網(wǎng)布置和壓裂施工提供理論根據(jù)，有必要研究水力裂縫對(duì)油田滲流規(guī)律的影響，全面研究水力裂縫對(duì)壓裂的采油井產(chǎn)

6、量、采收率等的影響，以便優(yōu)選出適合具體油田的水力裂縫參數(shù)和壓裂規(guī)模，包括優(yōu)選出較好的裂縫長度、導(dǎo)流能力、井距等參數(shù)，為井網(wǎng)布置和調(diào)整提供參考，為低滲透油田的高效開發(fā)和科學(xué)決策提供理論依據(jù)。1.2低滲透油藏研究現(xiàn)狀低滲透油田的開發(fā)已經(jīng)有很長的歷史了。從1871年美國發(fā)現(xiàn)著名的勃萊德福油田起，至今已有130多年了。中國對(duì)低滲透油氣藏勘探開發(fā)也已經(jīng)歷了100年的漫長歷程。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)低滲透油藏流體在低滲透多孔介質(zhì)(如細(xì)粒粘性土層低滲透油氣藏等)中滲流時(shí)，壓力梯度必須大于某個(gè)數(shù)值后才能流動(dòng)。.布茲列夫斯基在1924年發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)壓力梯度3。1951年，弗洛林5指出，當(dāng)壓力梯度較小時(shí)，由于巖

7、石固體顆粒表面分子的表面作用力，束縛水在狹窄的孔隙中被俘留而不流動(dòng)，并且因此妨礙了大孔隙中自由水的流動(dòng)。只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓力梯度增加到某個(gè)壓力梯度值后，破壞了束縛水的堵塞，水才開始流動(dòng)。典型的非達(dá)西滲流曲線為：圖1-1低速非達(dá)西滲流曲線示意圖Fig1-1 Low-velocity non-Darcy flowing curve如上圖所示，當(dāng)壓力梯度小于圖中A點(diǎn)時(shí)，流體不流動(dòng)。壓力梯度在A到C之間時(shí)，流體流動(dòng)曲線呈近似指數(shù)關(guān)系變化4。當(dāng)壓力梯度大于C點(diǎn)后，流動(dòng)成線性關(guān)系，即圖中的EF段。反向延長EF，與壓力梯度坐標(biāo)軸相交于點(diǎn)B。圖中的A、B、C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力梯度分別稱為最小啟動(dòng)壓力梯度、擬啟動(dòng)壓力梯度

8、和最大啟動(dòng)壓力梯度。1961年，Collins6等對(duì)非達(dá)西高速滲流進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并給出雷諾數(shù)的大小,用以判斷介質(zhì)中流體的運(yùn)動(dòng)型態(tài)。1963年，米勒等人7對(duì)帶有啟動(dòng)壓力梯度粘土中水的滲流問題進(jìn)行了研究。1977年，馬爾哈辛8從微觀結(jié)構(gòu)角度對(duì)啟動(dòng)壓力梯度產(chǎn)生的機(jī)理作了說明。1980年，帕斯卡9等人應(yīng)用有限差分法求解考慮啟動(dòng)壓力梯度的巖土工程固結(jié)問題。我國對(duì)低滲透油藏的研究開展于二十世紀(jì)八十年代，迄今已經(jīng)取得了很多的理論成果，并在實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用。第二章低滲透油藏壓裂注采井組滲流模型的建立為精確描述流體在低滲透壓裂油藏中的滲流規(guī)律，本文同時(shí)考慮了低滲透油藏的特點(diǎn)和壓裂產(chǎn)生裂縫的特點(diǎn)，通過簡

9、化，引入視相對(duì)滲透率的概念，建立形式上相對(duì)統(tǒng)一的滲流模型。取五點(diǎn)井網(wǎng)的四分之一作為一個(gè)井組，并以此進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)對(duì)稱性而得到油藏的計(jì)算單元和外邊界條件。2.1模型的建立一口注水井和幾口生產(chǎn)井構(gòu)成一單元稱為一個(gè)注采井組。由于低滲透油藏含氣量很少，因此只考慮油水兩相在空間上的流動(dòng)，建立三維兩相模型。由于我國大多數(shù)低滲透油藏都埋藏比較深，壓裂形成的水利裂縫多數(shù)為垂直裂縫。油藏模型1.假設(shè)條件(1)油藏為三維兩相系系數(shù)保持不變；(4)只考慮油相的啟動(dòng)壓力梯度；(5)油井定壓生產(chǎn)，水統(tǒng)，油層等厚水平；(2)油藏均質(zhì)，不考慮滲透率各向異性；(3)油藏流體微可壓縮，且壓縮井定壓注入；(6)不考慮毛管力和

10、重力影響。2.數(shù)學(xué)模型(1)運(yùn)動(dòng)方程考慮低滲透油藏啟動(dòng)壓力梯度的影響，流體的運(yùn)動(dòng)方程為：油相： v0=KmKr0u0(P-0 P>00 P0 (2-1)水相: vw=KmKrwuwP (2-2)引入一新的變量：視相對(duì)滲透率Kr0、Krw,令 Kr0=Kr0(1-0P) (2-3) Krw=Krw1-0=Krw （2-4）則式(2-1)、式(2-2)化為： v0=KmKr0u0P (2-5)水相: v0=KmKrwuwP (2-6)(2)連續(xù)性方程油相： 0KmKr0u0P=(0S0)t (2-7)水相: wKmKrwuwP=(wSw)t (2-8)(3)狀態(tài)方程 =0+Cf(P-Pi)

11、(2-9) 0=o01+C0(P-Pi) (2-10) w=w01+C0(P-Pi) (2-11)(4)輔助方程 S0+Sw=1.0 (2-12)2.1.2綜合模型綜合上述轉(zhuǎn)化的地層與裂縫中流體運(yùn)動(dòng)方程，將油水兩相的運(yùn)動(dòng)方程代入連續(xù)性方程得：油相：x0KKr0xuoPx+y0KKr0yuoPy+z0KKr0zuoPz+q0=0S0t+0S0(Cf+C0）Pt (2-13)水相：xwKKrwxuwPx+ywKKrwyuwPy+zwKKrwzuwPz+qw=wSwt+wSw(Cf+Cw）Pt (2-14)其中：G0油相啟動(dòng)壓力梯度；0原油密度；0水的密度；K介質(zhì)滲透率；Km、Kf地層滲透率、裂縫滲

12、透率；Kr0、Krm油相相對(duì)相滲透率、水相相對(duì)相滲透率；Kr0、Krm油相視相對(duì)相滲透率、水相視相對(duì)滲透率；Cf介質(zhì)壓縮系數(shù)；C0、Cf油相、水相壓縮系數(shù)。2.2計(jì)算單元選取選取五點(diǎn)法井網(wǎng)研究。根據(jù)井網(wǎng)單元的對(duì)稱性和滲流場(chǎng)流線封閉的特點(diǎn)，取其1/4作為研究單元。五點(diǎn)法井網(wǎng)的布置及簡化圖2-1井網(wǎng)示意圖五點(diǎn)法井網(wǎng)油水井均勻分布，相鄰井點(diǎn)位置構(gòu)成正方形，水井在正方形的中心，構(gòu)成一個(gè)注采單元。這是一種常用的強(qiáng)注強(qiáng)采的注采方式。圖2-2注采井組油藏裂縫模型示意圖通過等值滲流阻力法，將裂縫網(wǎng)格寬度擴(kuò)大到一個(gè)網(wǎng)格的寬度。由裂縫長度和方位，根據(jù)裂縫在網(wǎng)格系統(tǒng)中“掃過”的區(qū)域，確定裂縫所在的網(wǎng)格。由于裂縫垂直

13、，且貫穿整個(gè)油層，只需確定一個(gè)水平面上的裂縫所在網(wǎng)格，既可知道整個(gè)油藏中裂縫的分布位置。俯視圖：圖2-3裂縫示意圖(俯視圖)側(cè)視圖：圖2-4裂縫示意圖(側(cè)視圖)裂縫網(wǎng)格的確定方法為：根據(jù)裂縫長度和方位，在油藏水平面上繪制矩形。其中，矩形的寬度為等值滲流阻力法處理后的裂縫寬度（即地層網(wǎng)格寬度），矩形的長度為裂縫的長度，矩形的一個(gè)頂點(diǎn)為井點(diǎn)所在網(wǎng)格，矩形的方向?yàn)榱芽p方位。以井點(diǎn)所在網(wǎng)格為起始位置，根據(jù)井點(diǎn)附近各個(gè)網(wǎng)格的步長，計(jì)算這些網(wǎng)格的中心位置，并判斷網(wǎng)格中心位置與上述矩形的位置關(guān)系。如果網(wǎng)格的中心位置在矩形內(nèi)部，則該網(wǎng)格設(shè)定為裂縫網(wǎng)格，否則，設(shè)置為地層網(wǎng)格。 第三章低滲透油藏壓裂注采井組滲流規(guī)

14、律研究由于低滲透油藏大都埋藏較深，絕大多數(shù)壓裂后都出現(xiàn)垂直裂縫。本文以帶有垂直裂縫的低滲透油藏井組為例進(jìn)行研究。低滲透油藏壓裂注采井組滲流受地層和和裂縫參數(shù)的共同影響。為便于分析，采用單因素敏感性分析法，即在計(jì)算某個(gè)因素的變動(dòng)對(duì)經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)的影響時(shí)，假定其它因素均不發(fā)生變化，各個(gè)因素之間保持相對(duì)獨(dú)立，分別對(duì)影響流體滲流的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析研究。3.1基本參數(shù)油層厚度，m30原油壓縮系數(shù)，1/MPa0.001地層滲透率，10-3 m230地下原油粘度，mPa s5地層孔隙度，小數(shù)0.21地下水粘度，mPa s1.2地層壓力，MPa12井徑，m0.1束縛水飽和度，小數(shù)0.37殘余油飽和度，小數(shù)0.3

15、2地層水密度，kg /m31100生產(chǎn)井流壓，MPa7原油密度，kg /m3840注水井流壓，MPa17水的壓縮系數(shù)，1/MPa0.00051裂縫孔隙度，小數(shù)0.25表4-2油水相對(duì)滲透率數(shù)據(jù)圖3-1相對(duì)滲透率曲線圖3-1顯示，與中高滲油藏相比，低滲透油藏的相滲曲線中，束縛水飽和度和殘余油飽和度均較高，兩相共滲區(qū)較窄。3.2壓后生產(chǎn)整體動(dòng)態(tài)分析圖3-2壓裂后日產(chǎn)油量變化曲線由圖3-2可以看出，壓裂后的油井產(chǎn)量變化分為多個(gè)階段。開井生產(chǎn)初期，日產(chǎn)油量迅速降低，這是因?yàn)槌跗谏a(chǎn)井周圍生產(chǎn)壓差很大，滲流阻力較小，初期產(chǎn)量必然很高。接著由于壓降漏斗不斷擴(kuò)大，滲流阻力也逐漸增大。在保持井底流壓穩(wěn)定的情況

16、下，相應(yīng)的油井產(chǎn)量必然降低。接著進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)產(chǎn)期。運(yùn)用麥夸他算法與通用全局算法擬合的得到了自開井到穩(wěn)產(chǎn)末期的日產(chǎn)油量曲線：q0=10.0152t+0.0186+4.3251 0<t<700 相似度R2=0.9829由此可知，這一時(shí)段日產(chǎn)油量q0與1(0.0152t+0.0186)成線性關(guān)系。時(shí)間越長，日產(chǎn)油量越低。綜合各個(gè)參數(shù)影響下的日產(chǎn)油量變化曲線，均近似滿足該規(guī)律。不同油藏條件下的系數(shù)不同。對(duì)比不同條件下的系數(shù)變化規(guī)律，可以用來反推地層的某些參數(shù)。隨著注入水的推進(jìn)，當(dāng)注水前緣到達(dá)生產(chǎn)井附近的時(shí)候，日產(chǎn)油量有了小幅的上升。接著由于油井見水，日產(chǎn)油量逐漸減小。3.3地層參數(shù)敏感性分析

17、不同地層參數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的油藏條件。作為流體的主要存儲(chǔ)介質(zhì)和流動(dòng)介質(zhì)，地層參數(shù)對(duì)整個(gè)滲流過程起著非常重要的作用。通過研究不同地層滲透率、不同啟動(dòng)壓力梯度下的油井產(chǎn)量、水井注入量變化，研究其對(duì)滲流規(guī)律的影響。3.3.1地層滲透率的影響目前國際上對(duì)低滲透油藏沒有一個(gè)統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為當(dāng)滲透率低于3250 ×10-3m的時(shí)候11層中流體的滲流將不再遵循達(dá)西定律，即出現(xiàn)啟動(dòng)壓力梯度，此時(shí)稱之為低滲透油藏。分別取地層滲透率Km為50 ×10-3m2、40 ×10-3m2、30 ×10-3m2、20 ×10-3m2、3210 ×10-3m2和

18、1 ×10-3m2，考查Km對(duì)日產(chǎn)油量和累積產(chǎn)油量的影響。注采壓差保持10MPa，其他參數(shù)同前。由圖3-3可以看出，在生產(chǎn)前期，地層滲透率越大，同一時(shí)刻生產(chǎn)井日產(chǎn)油量越高。這說明，地層滲透率越大，滲流阻力越小，越有利于生產(chǎn)。在生產(chǎn)后期，較高的滲透率同樣有利于注入水的流動(dòng)，50 ×10-3m2情況下，注入水最先達(dá)到生產(chǎn)井附近，導(dǎo)致其產(chǎn)量迅速降低。這說明地層滲透率越高，產(chǎn)量遞減越快。圖3-3地層滲透率對(duì)日產(chǎn)油量的影響圖3-4地層滲透率對(duì)累積產(chǎn)油量的影響由圖3-4可以看出，地層滲透率越大，同一時(shí)刻累積產(chǎn)油量越高，采出程度也越高。但在壓裂的情況下，累積產(chǎn)油量增長幅度逐漸變小。累積產(chǎn)

19、油量曲線的變化趨勢(shì)與日產(chǎn)油量曲線的變化相一致。上圖顯示油井見水后，累積產(chǎn)油量增長變緩。圖3-5地層滲透率對(duì)日注水量的影響由圖3-5可以看出，地層滲透率越大，水井注入量越高。這是因?yàn)樽⑷胨ㄟ^裂縫流入地層后的流動(dòng)能力同樣受到地層滲透率的影響。滲透率越大，滲流速度越大，注水量越高。由地層滲透率對(duì)日產(chǎn)油量和日產(chǎn)水量的影響曲線上可以看出，滲透率越低，流體在地層中的流動(dòng)能力越低。目前低滲透油田的開發(fā)是一個(gè)世界性的難題，普遍存在注不進(jìn)、采不出的技術(shù)瓶頸，提高低滲透油田注入能力及采油速度的研究是低滲透油氣田勘探開發(fā)的前沿課題，具有重要的技術(shù)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益以及重大的社會(huì)效益。3.3.2啟動(dòng)壓力梯度的影響啟動(dòng)壓

20、力梯度的存在是低滲透油藏的典型特征之一。目前啟動(dòng)壓力梯度大多采用巖心實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。也可通過理論模型的計(jì)算、數(shù)值模擬、試井分析等方法加以確定。影響啟動(dòng)壓力梯度的因素包括地層滲透率12體粘度、驅(qū)動(dòng)壓力梯度、含水飽和度13管力14圖3-8啟動(dòng)壓力梯度對(duì)累積產(chǎn)水量的影響由圖3-8可以看出，雖然未考慮水相的啟動(dòng)壓力梯度，但是油相的啟動(dòng)壓力梯度對(duì)水相滲流也同樣產(chǎn)生了影響。越大，同一時(shí)刻地層流體流動(dòng)消耗的能量越多，累積注水量越低。圖3-9啟動(dòng)壓力梯度對(duì)日注水量的影響由圖3-9可以看出，越大，通過裂縫進(jìn)入地層后的注入水受到的滲流阻力越大，日注水量越低。同時(shí)還可以看出，對(duì)日注水量的影響并不均勻，變化幅度越大，產(chǎn)量

21、變化越明顯。這說明地層壓力跟啟動(dòng)壓力之間存在一個(gè)合適的大小關(guān)系。當(dāng)采用合適的壓差生產(chǎn)時(shí)，可以滿足較低的注水量和產(chǎn)水量，同時(shí)能有合適的產(chǎn)油量。圖3-10啟動(dòng)壓力梯度對(duì)油水井連線上壓力分布的影響由圖3-10可以看出，啟動(dòng)壓力的存在影響著生產(chǎn)過程中地層壓力的分布。啟動(dòng)壓力梯度越小，壓力傳播越快，地層能量得到補(bǔ)充得越快，掃油面積大，因此也越有利于把油驅(qū)入井筒，從而提高采油速度和采收率。3.4裂縫參數(shù)敏感性分析人工壓裂產(chǎn)生的裂縫實(shí)際上是在低滲透油層中嵌入一條高滲透條帶。在改善滲流環(huán)境的同時(shí)，也導(dǎo)致了油藏整體的非均質(zhì)性。裂縫的導(dǎo)流能力、長度、寬度、方位等一系列參數(shù)都對(duì)滲流產(chǎn)生了影響。合理優(yōu)化各個(gè)參數(shù)，對(duì)于

22、壓裂的成功起到了決定性的作用。3.4.1裂縫導(dǎo)流能力的影響水力壓裂是油田增產(chǎn)措施中一項(xiàng)常用的方法，目的就是要在井筒附近地層形成一條高導(dǎo)流能力的通道供油氣滲流，能否形成較高的裂縫導(dǎo)流能力是水力壓裂作業(yè)的關(guān)鍵。裂縫導(dǎo)流能力是指裂縫閉合寬度與其在閉合壓力下滲透率的乘積。裂縫導(dǎo)流能力是評(píng)價(jià)裂縫滲流條件的主要參數(shù)。影響支撐劑裂縫導(dǎo)流能力的主要因素包括地層閉合壓力、巖石嵌入強(qiáng)度、支撐劑類型、鋪置濃度、機(jī)械微粒以及壓裂液滯留等。慣性系數(shù)，又稱為非達(dá)西系數(shù)(non-Darcy Coefficient)，是描述高速非達(dá)西流的一個(gè)重要參數(shù)。的大小跟多個(gè)因素有關(guān)。Step1：假定裂縫中的流動(dòng)滿足高速非線性流。由P0

23、=u0KKr0+00v02，求得該網(wǎng)格處的滲流速度v0。 Step2：由雷諾數(shù)公式Re=VKKr01750u32計(jì)算雷諾數(shù)Re，判斷是否滿足高速非線性流的條件。若滿足，以上假設(shè)成立；反之，不成立，即滿足線性流。取u0=3.5，=0.18，0=0.84，采用最優(yōu)化算法，求取不同壓力梯度下滿足高速非達(dá)西滲流條件的滲透率最小值。圖3-11高速非線性流與達(dá)西流的區(qū)別1圖3-12高速非線性流與達(dá)西流的區(qū)別2通過以上分析表明，可以合理運(yùn)用等值滲流阻力法，即在滿足運(yùn)算需要的前提下，盡量網(wǎng)格細(xì)化，使得裂縫所處網(wǎng)格單元體積與裂縫體積數(shù)量級(jí)差別不大。這樣，等值滲流阻力法處理后的網(wǎng)格滲透率仍然較大。只要有較大壓差，

24、裂縫所在網(wǎng)格中的滲流仍然滿足高速非達(dá)西滲流。 厚度不變，通過改變裂縫的絕對(duì)滲透率來改變其導(dǎo)流能力，考查裂縫滲透率對(duì)產(chǎn)量的影響。 可以看出，在生產(chǎn)初期，提高裂縫的導(dǎo)流能力可以增加日產(chǎn)油量。提高采油速度，加快生產(chǎn)成本的回收。同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)，裂縫導(dǎo)流能力對(duì)日產(chǎn)油量的提高的幅度隨導(dǎo)流能力的增加不斷減小，當(dāng)裂縫導(dǎo)流能力增加到一定程度時(shí)，壓后日產(chǎn)產(chǎn)油量的增幅越來越小，直至趨于相近。這說明，要想取得合理的經(jīng)濟(jì)收益，必須綜合考慮生產(chǎn)成本與投入，一味單純地增加裂縫導(dǎo)流能力，并不一定能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。3.4.2縫方位的影響不論是油井壓裂還是水井壓裂，理論上每口井產(chǎn)生的裂縫都有無數(shù)種方位選擇。如果油水井同時(shí)壓裂

25、，改變?nèi)我饩牧芽p角度，都會(huì)產(chǎn)生一種參數(shù)組合。每一種組合都會(huì)對(duì)流體滲流產(chǎn)生影響。為了描述方便，考查僅注水井壓裂的情況下不同注水井壓裂裂縫與注水井排的夾角，即裂縫方位對(duì)油井產(chǎn)量的影響。分別取裂縫方位為45°、30°、15°、0°，裂縫方位如下圖所示：圖3-13方位示意圖由飽和度分布圖可以看出，不同的裂縫方位導(dǎo)致了流體在地層中的流動(dòng)方向發(fā)生了偏移。當(dāng)=45o時(shí)即裂縫處于有利方位時(shí)，注入水仍然以注采井連線為主流線。在主流線上流體流動(dòng)速度最快。注入水沿該流線迅速突進(jìn)，最先到達(dá)生產(chǎn)井附近。3.5裂井別的影響在保持裂縫總長度不變的情況下，比較幾種壓裂方式：注水井壓裂

26、、生產(chǎn)井壓裂和兩井同時(shí)壓裂時(shí)的產(chǎn)量變化。裂縫處于兩井連線上，裂縫總長度140m。圖3-14井別對(duì)日產(chǎn)油量的影響 情況下的日產(chǎn)油量可以發(fā)現(xiàn)，采用油井壓裂的方式效果顯著。日產(chǎn)油量較高，而且穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較長。同時(shí)壓裂，盡管兩井附近的裂縫等長，但是同時(shí)壓裂的日產(chǎn)油量曲線并不完全處于水井壓裂、油井壓裂曲線的中間。這說明同樣的裂縫，所處的井別不同，起到的作用也不盡相同。同時(shí)壓裂的穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量接近于油井壓裂，但水驅(qū)前緣到達(dá)的時(shí)間接近于水井壓裂。圖3-15井別對(duì)累積產(chǎn)油量的影響由圖3-15看出，三種壓裂方式中，油井壓裂的累積產(chǎn)油量最高，其次為同時(shí)壓裂，最低為水井壓裂。說明同等條件下，要優(yōu)先選用油井壓裂。第四章總結(jié)(1)本文通過引入視相對(duì)滲透率，建立了考慮啟動(dòng)壓力梯度和裂縫高速非達(dá)西流動(dòng)的低滲透油藏三維兩相滲流模型，并以此研究了低滲透油藏壓裂注采井組滲流規(guī)律。(2)文中給出了存在高速非達(dá)西流動(dòng)時(shí)的壓力和滲透率區(qū)間，并以此判斷裂縫中的流動(dòng)狀態(tài)。裂縫導(dǎo)流能力是評(píng)價(jià)壓裂成敗的重要指標(biāo)。對(duì)比表明，裂縫導(dǎo)流能力越大，產(chǎn)量也就越高。同時(shí)，裂縫中的高速非線性流動(dòng)現(xiàn)象也就越嚴(yán)重。特別是在生產(chǎn)初期，由于導(dǎo)流能力較大，生產(chǎn)壓差高，不可忽略裂縫中的高速非達(dá)西現(xiàn)象。導(dǎo)流能力衰減系