基于嵌入式离散裂缝模型的页岩气开发参数优化 被引量：1

1

作者 徐颖洁 陈玉林 +4 位作者 何封 秦佳正 汤勇 段胜才 何佑伟 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期105-115,共11页

四川盆地威远页岩气区是国家级页岩气示范区的重要战场,目前已取得良好的规模效益开发,但随着商业化开采规模不断增大,水平井井距不断缩短、压裂级数和用液量不断增加,导致多井缝网复杂,生产上表现出了产量递减快、井间干扰严重等特点... 四川盆地威远页岩气区是国家级页岩气示范区的重要战场,目前已取得良好的规模效益开发,但随着商业化开采规模不断增大,水平井井距不断缩短、压裂级数和用液量不断增加,导致多井缝网复杂,生产上表现出了产量递减快、井间干扰严重等特点。为实现页岩气单井高产稳产以及页岩气的规模有效开发,亟须开展优化威远页岩气区开发参数研究。为此,基于该区不同区域地质特征,采用嵌入式离散裂缝模型精确刻画与表征了威远页岩气区的复杂缝网,并开展该区块页岩气藏4类典型分区的井距、裂缝间距、导流能力、水平井水平段长等开发参数优化研究。研究结果表明:①嵌入式离散裂缝模型可对裂缝进行精确表征,比较适用于页岩气藏开发过程中与裂缝相关的参数优化;②最优井距与区块孔渗呈正相关关系,裂缝半长越长,最优井距越大;③降低裂缝间距可增加压裂裂缝的总长度,从而有效提高页岩气产量,开发过程中应在保证缝间干扰较小的情况下,尽可能降低裂缝间距;④相同地质条件下,优化页岩气井间井距后,不同裂缝半长下导流能力对产气量的影响趋势基本相同;⑤水平井段长越长,产气量越高。结论认为,研究结果可为科学编制页岩气开发方案和压裂方案提供技术依据,对于提高页岩气采收率具有重要借鉴和参考意义。 展开更多

关键词 四川盆地 威远 页岩气 开发参数优化 嵌入式离散裂缝模型 数值模拟

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多尺度嵌入式离散裂缝模型模拟方法 被引量：15

2

作者 张庆福 黄朝琴 +2 位作者 姚军 王月英 李阳 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期507-513,共7页

天然裂缝性油藏和人工压裂油藏内裂缝形态多样,分布复杂,传统的离散裂缝模型将裂缝作为基岩网格的边界,采用非结构化网格进行网格划分,其划分过程复杂,计算量大。嵌入式离散裂缝模型划分网格时不需要考虑油藏内的裂缝形态,只需对基岩系... 天然裂缝性油藏和人工压裂油藏内裂缝形态多样,分布复杂,传统的离散裂缝模型将裂缝作为基岩网格的边界,采用非结构化网格进行网格划分,其划分过程复杂,计算量大。嵌入式离散裂缝模型划分网格时不需要考虑油藏内的裂缝形态,只需对基岩系统进行简单的网格剖分,可以大大降低网格划分的复杂度,从而提高计算效率。然而,在油藏级别的数值模拟和人工压裂裂缝下的产能分析中,仍然存在计算量巨大、模拟时间过长的问题。本文提出嵌入式离散裂缝模型的多尺度数值计算格式,使用多尺度模拟有限差分法研究嵌入式离散裂缝模型渗流问题。通过在粗网格上求解局部流动问题计算多尺度基函数,多尺度基函数可以捕捉裂缝与基岩间的相互关系,反映单元内的非均质性,因此该方法既有传统尺度升级法的计算效率,又可以保证计算精度,数值结果表明这是一种有效的裂缝性油藏数值模拟方法。 展开更多

关键词 多尺度模拟有限差分法 裂缝性油藏 嵌入式离散裂缝模型 数值模拟 渗流

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基于嵌入式离散裂缝模型的增强型地热系统热—流—力—化耦合分析 被引量：8

3

作者 韩东旭 张炜韬 +4 位作者 焦开拓 宇波 李庭宇 巩亮 王树荣 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期126-138,共13页

增强型地热系统(以下简称EGS)在长期取热过程中会受到流(Hydraulic)、热(Thermal)、力(Mechanical)、化(Chemical)等多种物理场的综合作用影响。虽然嵌入式离散裂缝模型(以下简称EDFM)能够有效模拟裂缝型储层中流场、温度场、力场和浓... 增强型地热系统(以下简称EGS)在长期取热过程中会受到流(Hydraulic)、热(Thermal)、力(Mechanical)、化(Chemical)等多种物理场的综合作用影响。虽然嵌入式离散裂缝模型(以下简称EDFM)能够有效模拟裂缝型储层中流场、温度场、力场和浓度场的变化,但目前基于EDFM的热—流—力—化(以下简称THMC)四场耦合的相关研究和认识还不足。在考虑储层非均质性、物性参数变化和水—岩反应的基础上,基于EDFM建立了裂缝型储层的THMC四场耦合模型,对EGS运行过程中的流场、温度场、位移场和浓度场的时空演化进行了模拟分析。研究结果表明:(1)当基岩渗透率较低时,开采温度下降缓慢,EGS可维持较长年限的较高开采温度,但渗透率较低时会造成开采井质量流率减小,进而影响净取热功率;(2)当裂缝渗透率或裂缝开度发生改变时,EGS均可维持一定年限的较高温度稳定输出,随后出现不同幅度的下降,但当裂缝渗透率增大到一定值或者裂缝开度减小到一定值时,改变裂缝参数对开采温度的影响减弱;(3)当EGS运行40年时,采用变物性流体比采用常物性流体计算的开采温度偏低22℃,而考虑水—岩反应的开采温度偏低了15℃,储层平均孔隙度值增大12.5%。结论认为:(1)在对长期运行的EGS进行研究时,应综合考虑储层岩石参数、注入流体物性以及水—岩反应等因素的影响;(2)未来应考虑储层其他矿物组分的化学反应、力学变形对流—热—化三场影响的双向耦合,以便为EGS储层的工程开发和利用提供更准确、可靠的预测。 展开更多

关键词 增强型地热系统 嵌入式离散裂缝模型 热—流—力—化耦合模型 裂缝型储层 水—岩反应 热开采 影响因素 数值模拟

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基于XFEM-MBEM的嵌入式离散裂缝模型流固耦合数值模拟方法 被引量：9

4

作者 杜旭林 程林松 +2 位作者 牛烺昱 方思冬 曹仁义 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3413-3424,共12页

离散缝网的表征与模拟是目前国内外研究的热点.在非常规油气开发过程中,由于地应力场的存在会对裂缝的流动属性产生显著影响,若将裂缝视为静态对象,与矿场数据会出现极大偏差,因此要基于动态裂缝做更深入的研究.本文针对致密油藏应力场... 离散缝网的表征与模拟是目前国内外研究的热点.在非常规油气开发过程中,由于地应力场的存在会对裂缝的流动属性产生显著影响,若将裂缝视为静态对象,与矿场数据会出现极大偏差,因此要基于动态裂缝做更深入的研究.本文针对致密油藏应力场-渗流场耦合力学问题,提出了一种高效的混合数值离散化方法,其中采用扩展有限元法(XFEM)求解岩石的弹性形变,采用了混合边界元法(MBEM)精确计算基岩与裂缝间的非稳态窜流,这两种数值格式是完全耦合的,并对整体计算格式的时间项进行了全隐式求解,可准确表征致密油藏开采过程中的裂缝变形及流体流动机理.此外,本文采用了嵌入式离散裂缝前处理算法显式表征大尺度水力压裂缝,并考虑了支撑剂的作用;采用了双孔有效应力原理和双重介质隐式裂缝表征方法,可捕捉基质与小尺度天然裂缝的动态信息;由此,本文所提出的混合模型综合表征了基质-天然裂缝-水力压裂缝共同组成的致密油藏复杂渗流环境,并通过几个实例论证了模型的准确性,研究表明:对致密油藏压裂水平井进行产能评价时,应力场所引起渗流参数的改变及裂缝开度降低的影响不可忽略.本文研究可为非常规油气资源的开发提供理论指导. 展开更多

关键词 致密油藏 嵌入式离散裂缝模型 扩展有限元 混合边界元 流固耦合

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适用于任意形状倾斜裂缝面的三维嵌入式离散裂缝模型前处理算法 被引量：6

5

作者 饶翔 程林松 +2 位作者 曹仁义 安小平 雷征东 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第3期1035-1043,共9页

为了实现嵌入式离散裂缝模型(EDFM)的维度升级,使EDFM能够有效处理任意形状的倾斜裂缝面,提出一个适用于任意形状裂缝面的三维EDFM前处理算法,提供了解决EDFM维度升级关键困难的一种具体思路,继而依据该前处理算法实现了能够适用于任意... 为了实现嵌入式离散裂缝模型(EDFM)的维度升级,使EDFM能够有效处理任意形状的倾斜裂缝面,提出一个适用于任意形状裂缝面的三维EDFM前处理算法,提供了解决EDFM维度升级关键困难的一种具体思路,继而依据该前处理算法实现了能够适用于任意形状倾斜裂缝面的三维EDFM,并在本文中给出了具体的数值案例,说明了所提前处理算法的有效性。 展开更多

关键词 嵌入式离散裂缝模型 前处理算法 任意形状倾斜裂缝面 三维油藏数值模拟

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基于双重介质嵌入式离散裂缝模型的致密油藏产能影响因素 被引量：5

6

作者 肖尊荣 赵玉龙 +5 位作者 张烈辉 葛枫 杨志冬 刘香禺 张东旭 田野 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第25期10780-10790,共11页

致密油藏具有显著的超低孔超低渗特征,准确表征天然微裂缝和水力压裂缝对致密油藏产量准确评价至关重要。研究者们广泛采用嵌入式离散裂缝模型(embedded discrete fracture model, EDFM)研究致密油藏流动规律,通过修改基质网格渗透率表... 致密油藏具有显著的超低孔超低渗特征,准确表征天然微裂缝和水力压裂缝对致密油藏产量准确评价至关重要。研究者们广泛采用嵌入式离散裂缝模型(embedded discrete fracture model, EDFM)研究致密油藏流动规律,通过修改基质网格渗透率表征天然微裂缝,无法精细刻画微裂缝与基质间流体交换对流动产生的影响。为克服以上不足,考虑基质、复杂天然微裂缝和人工压裂缝间传质机理,建立了致密油藏双重介质嵌入式离散裂缝模型(dual porosity embeded discrete fracture model, DPEDFM);进一步,对模型进行数值离散处理,编制了相应的模拟器;最后,基于所建立模型研究了天然微裂缝、水平段长度、裂缝间距等多因素对致密油藏产能影响规律。研究结果表明,所建立模型的产能高于传统EDFM模型;水平段长度越长,产能越大;裂缝间距越小,产能越大;应力敏感对致密油藏生产动态有一定影响,并且随着时间推迟,影响逐渐增强;所建立模型实现了对基质、复杂天然微裂缝和人工压裂缝间复杂传质机理的精细刻画,相关研究结论可为致密油藏经济高效开发提供借鉴。 展开更多

关键词 致密油藏 双重介质 嵌入式离散裂缝模型 天然微裂缝 油藏产能

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基于三维嵌入式离散裂缝模型的致密油藏体积压裂水平井数值模拟 被引量：11

7

作者 赵国翔 姚约东 +2 位作者 王链 唐康 吴文炜 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期143-152,共10页

针对致密油藏体积压裂水平井裂缝建模困难、传统嵌入式离散裂缝模型(Embedded Discrete Fracture Model,EDFM)对三维空间中裂缝复杂的立体分布及复杂形状难以准确刻画、体积压裂致密油藏开发动态模拟及产能评价困难等问题,基于三维笛卡... 针对致密油藏体积压裂水平井裂缝建模困难、传统嵌入式离散裂缝模型(Embedded Discrete Fracture Model,EDFM)对三维空间中裂缝复杂的立体分布及复杂形状难以准确刻画、体积压裂致密油藏开发动态模拟及产能评价困难等问题,基于三维笛卡尔网格及裂缝面的参数化表征方法,考虑重力、致密油藏非线性渗流特征及应力敏感特征,建立了适用于任意形状倾斜裂缝面的网格剖分方法及三维嵌入式离散裂缝模型。通过与商业软件Eclipse计算结果对比和对新疆油田一口井的实际生产数据拟合验证了模型的准确性和可靠性。基于该模型,进行了体积压裂致密油藏产能影响因素分析。结果表明:三维嵌入式离散裂缝模型能较好地表征流体在具有复杂空间分布形态及复杂裂缝形状缝网中的渗流过程,可以应用于体积压裂致密油藏的开发动态模拟。研究成果为致密油藏水平井体积压裂提供了理论依据。 展开更多

关键词 三维嵌入式离散裂缝模型 致密油藏 体积压裂 水平井 数值模拟

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基于嵌入式离散裂缝和扩展有限元的裂缝性页岩油藏流固耦合高效数值模拟方法 被引量：10

8

作者 牛骏 苏建政 +2 位作者 严侠 汪友平 孙海 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第7期2643-2651,共9页

通过耦合嵌入式离散裂缝模型和扩展有限元建立了一种适用于裂缝性页岩油藏的流固耦合高效数值模拟方法。该方法创新性在于:通过对裂缝进行显式降维处理,可以准确刻画水力裂缝对渗流场和应力场的影响,同时可以模拟水力裂缝开度的动态变... 通过耦合嵌入式离散裂缝模型和扩展有限元建立了一种适用于裂缝性页岩油藏的流固耦合高效数值模拟方法。该方法创新性在于:通过对裂缝进行显式降维处理,可以准确刻画水力裂缝对渗流场和应力场的影响,同时可以模拟水力裂缝开度的动态变化过程以及水力裂缝内流体压力对裂缝变形的影响;在划分网格时仅需对基岩系统进行正交网格剖分,不必考虑裂缝的几何形态,渗流场和应力场均选取一套网格,使得网格划分时的复杂度大幅降低。对于渗流方程求解采取模拟有限差分方法,满足局部质量守恒并且可以有效处理全张量形式渗透率;对于岩石力学方程求解采取扩展有限元方法,可以准确处理裂缝两侧的位移间断性。通过算例分析,本文方法的正确性与优势得以验证。 展开更多

关键词 裂缝性页岩油藏 流固耦合 嵌入式离散裂缝模型 扩展有限元方法 模拟有限差分方法

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致密油藏压裂水平井井间干扰模型

9

作者 张浩 钟会影 +3 位作者 毕永斌 沈文霞 曹修太 邓丽萍 《断块油气田》 北大核心 2025年第5期851-856,共6页

随着非常规油气资源的大规模开发,压裂水平井技术得到广泛的应用。在不断追求长缝长、小簇间距的同时,水平井裂缝干扰现象日趋严重。文中基于EDFM(嵌入式离散裂缝模型),建立了致密油藏单相渗流微分方程,采用有限体积法进行数值离散求解... 随着非常规油气资源的大规模开发,压裂水平井技术得到广泛的应用。在不断追求长缝长、小簇间距的同时,水平井裂缝干扰现象日趋严重。文中基于EDFM(嵌入式离散裂缝模型),建立了致密油藏单相渗流微分方程,采用有限体积法进行数值离散求解,研究了裂缝半长、裂缝间距、裂缝连通方式、天然裂缝数量对测压井产能及压力动态的影响。研究结果表明:随着裂缝间距、裂缝半长的增加,井间干扰程度增加,测压井产能降低,天然裂缝数量增加,其产生的增产效果超过邻井对测压井产能的干扰效果,测压井产能增大,主裂缝(人工裂缝)直连接对产能的干扰程度大于斜连接;随着裂缝间距、裂缝半长的增加,压力动态曲线线性流阶段持续时间变长,天然裂缝数量增加,双线性流阶段持续时间变短,线性流阶段持续时间变长。研究成果为非常规油藏压裂水平井试井解释及产能评价提供了重要的理论支撑。 展开更多

关键词 裂缝干扰 嵌入式离散裂缝模型 水平井产能 压力动态 致密油藏

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基于扩散飞行时间的复杂裂缝系统数值试井方法

10

作者 杜雅雯 罗万静 +2 位作者 滕柏路 李佳 韩家强 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第3期291-298,共8页

为精确描述水力压裂后复杂裂缝系统的压力动态特征,提出一种基于扩散飞行时间(diffusive time of flight,DTOF)的快速数值试井分析方法.将嵌入式离散裂缝模型(embedded discrete fracture model,EDFM)与波前快速推进法(fast marching me... 为精确描述水力压裂后复杂裂缝系统的压力动态特征,提出一种基于扩散飞行时间(diffusive time of flight,DTOF)的快速数值试井分析方法.将嵌入式离散裂缝模型(embedded discrete fracture model,EDFM)与波前快速推进法(fast marching method,FMM)相结合,建立以一维扩散飞行时间为空间坐标的渗流控制方程,并以此分析复杂裂缝系统试井曲线特征.研究表明,天然裂缝对非稳态渗流有较大影响,在天然裂缝和人工裂缝组合下,试井曲线表现出多种不同特征流动段的组合:仅考虑天然裂缝时,双对数曲线表现为井筒储集阶段、径向流阶段、过渡阶段和边界流阶段;考虑单一人工裂缝时,双对数曲线表现为井筒储集阶段、双线性流阶段、径向流阶段和边界流阶段;随着人工裂缝条数增加,储层的连通性得到较大改善,双对数曲线则表现为井筒储集阶段、线性流阶段和边界流阶段.本研究构建的数值模型在现场实例中得到了良好的应用,为复杂裂缝系统试井提供了新的方法. 展开更多

关键词 油气田开发 扩散飞行时间 波前快速推进法 数值试井 裂缝性储层 嵌入式离散裂缝模型 试井曲线

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基于机器学习的裂缝水驱气藏采收率预测方法

11

作者 孙秋分 秦佳正 +5 位作者 冯乔 乔宇 刘雅昕 赵启阳 徐良 闫春 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第5期834-843,共10页

X气藏为受背斜构造控制的块状裂缝性边水气藏,受边水水侵的影响,气藏见水迅速,严重降低采收率,亟待科学的理论与方法指导开发实践。为此,研究在系统分析关键参数对采收率的影响规律基础上,构建裂缝水驱气藏采收率预测方法,为动态优化开... X气藏为受背斜构造控制的块状裂缝性边水气藏,受边水水侵的影响,气藏见水迅速,严重降低采收率,亟待科学的理论与方法指导开发实践。为此,研究在系统分析关键参数对采收率的影响规律基础上,构建裂缝水驱气藏采收率预测方法,为动态优化开发方案提供科学依据。基于气藏基础地质与生产数据,运用EDFM(嵌入式离散裂缝模型)建立单井机理模型,通过单因素敏感性分析,揭示水体倍数、采气速度、基质渗透率、渗透率各向异性的作用规律:水体倍数与采收率呈负相关,随着水体倍数增加,气井水气比上升速率显著加快,稳产时间大幅缩短;采气速度对气藏稳产时间影响尤为突出,存在特定的最佳采气速度阈值,可使采收率达到最大值;基质渗透率与采收率呈正相关,基质渗透率越低,气藏采收率越低,水气比上升速度越快,稳产时间越短;渗透率各向异性过低时,由于渗流能力较差导致采收率降低,比值增大则加速水侵使采收率降低。在此基础上,设计125组交叉实验方案,通过数值模拟获取基础数据,进而建立裂缝性水驱气藏采收率预测模型。为提升模型预测精度,对原始数据进行离散化处理,并采用决策树算法构建预测模型。经参数优化后,模型预测精度达到96%。基于X气藏2口生产井的实际动态数据,将该模型预测结果与Blasingame产量递减分析法进行对比验证,结果表明:该模型预测结果与实际生产数据高度吻合,具有较高的可靠性与实用性,为裂缝性水驱气藏采收率预测提供了一种高效、精准的技术手段。 展开更多

关键词 机器学习 嵌入式离散裂缝模型 采收率预测 裂缝性水驱气藏 数值模拟

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基于离散缝洞网络模型的缝洞型油藏混合模型 被引量：7

12

作者 严侠 黄朝琴 +2 位作者 李阳 姚军 樊冬艳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2474-2483,共10页

针对存在大尺度导流裂缝的复杂缝洞型油藏,为了克服目前常用数学模型不能准确高效对其进行流动模拟的缺陷,提出一种新的混合模型。首先根据缝洞的结构特征划分合适的正交网格,在每个网格单元内建立离散缝洞网络模型(DFVN),基于超样本技... 针对存在大尺度导流裂缝的复杂缝洞型油藏,为了克服目前常用数学模型不能准确高效对其进行流动模拟的缺陷,提出一种新的混合模型。首先根据缝洞的结构特征划分合适的正交网格,在每个网格单元内建立离散缝洞网络模型(DFVN),基于超样本技术和体积平均方法求得网格单元的等效渗透率张量,对小尺度的缝洞结构进行等效处理;以形成的正交网格为基础建立嵌入式离散裂缝模型,对大尺度导流裂缝进行显示处理,并基于模拟有限差分方法建立能准确处理全张量形式渗透率的数值计算格式;最后通过单相稳定渗流数值算例验证本文方法的正确性和优越性。研究结果表明:对于缝洞结构易发生变化的油藏,只需根据变化后的缝洞结构进行局部的参数修正,避免了类似于离散缝洞网络模型的整体网格重构,有效提高了计算效率。 展开更多

关键词 缝洞型油藏 离散缝洞网络模型 超样本技术 嵌入式离散裂缝模型 模拟有限差分

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重复压裂裂缝系统产能对比与分析 被引量：1

13

作者 张晓伟 曹晓璐 +3 位作者 于荣泽 杜雅雯 滕柏路 罗万静 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第21期8925-8933,共9页

单井重复压裂的裂缝生成模式可以分为两种形式,包括在井筒处形成新的转向裂缝以及在原有裂缝的基础上形成扩充缝。如何评价重复压裂后不同形式裂缝系统下油气井的产能,对优化重复压裂施工方案至关重要。以重复压裂产生的两种不同复杂裂... 单井重复压裂的裂缝生成模式可以分为两种形式,包括在井筒处形成新的转向裂缝以及在原有裂缝的基础上形成扩充缝。如何评价重复压裂后不同形式裂缝系统下油气井的产能,对优化重复压裂施工方案至关重要。以重复压裂产生的两种不同复杂裂缝系统为研究对象,利用嵌入式离散裂缝方法建立数值模型,开展重复压裂后转向型和扩充型裂缝系统的生产规律研究,明确不同裂缝系统对井产能的影响。研究发现:储层及裂缝参数会在不同程度上影响重复压裂后井的产能,且对扩充型裂缝系统的影响程度始终大于转向型裂缝系统。考虑储层基质渗透率各向异性,正交于初始裂缝延伸方向的基质渗透率越大,重复压裂后增产效果越好,并且扩充型裂缝系统累计产量升高更显著。重复压裂裂缝与初始裂缝越趋向于正交,重复压裂后增产效果越明显,扩充型裂缝系统的增产率高于转向型裂缝系统。重复压裂裂缝渗透率和重复压裂裂缝长度均与重复压裂井产能提升呈现正相关,且扩充型裂缝系统的累计产量增大趋势更显著。结果表明,扩充型裂缝系统能更加有效地提高重复压裂井产能,为重复压裂增产机理与矿场应用结合提供理论指导。 展开更多

关键词 重复压裂 嵌入式离散裂缝模型 复杂裂缝系统 产能分析

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深层页岩气井压裂窜扰—生产一体化数值模拟

14

作者 王强 王玉丰 +5 位作者 赵金洲 宋毅 沈骋 胡永全 李小伟 杨郁 《天然气工业》 北大核心 2025年第8期53-66,共14页

中国深层页岩气资源量丰富,但其储层中裂缝带、断层等结构弱面发育,井工厂水平井压裂作业模式下井间窜扰频发,严重影响了深层页岩气井产能的发挥。为此,针对当前深层页岩气井井间裂缝交汇及其对气井产能影响规律认识不清的问题,基于有... 中国深层页岩气资源量丰富,但其储层中裂缝带、断层等结构弱面发育,井工厂水平井压裂作业模式下井间窜扰频发,严重影响了深层页岩气井产能的发挥。为此,针对当前深层页岩气井井间裂缝交汇及其对气井产能影响规律认识不清的问题,基于有限离散元方法和嵌入式离散裂缝模型构建了复杂裂缝扩展—渗流一体化模型,采用微地震数据及商业软件验证了模型的可靠性和准确性,并研究了裂缝窜扰对页岩气水平井产能的影响机制,基于对4类典型储层的分析,定量优化了不同类型压裂段施工规模。研究结果表明:①天然裂缝和小断层越发育,响应井压裂裂缝长度、停泵后裂缝二次扩展长度越长,引发井间裂缝窜扰发生时间越早,压力涨幅越高,激动井压裂后储层改造效率越低;②压窜后继续增加压裂规模对提高激动井页岩气产量效果有限,对于低风险窜扰段,激动井累计产气量随压裂规模呈近线性增加,对于中、高风险窜扰段,激动井累计产气量在压窜前呈近线性增加,在压窜后呈缓慢增加或不增加趋势;③随着窜扰风险增加,激动井第一次压裂最优规模逐渐降低,后续可采用一次或多次暂堵压裂措施以提高页岩储层改造效率。结论认为,该认识厘清了井间窜扰程度对气井产能的影响,提出了针对不同窜扰风险储层的最优施工方案及暂堵等应对措施,为深层页岩气开发工艺优化提供了理论指导和实践依据。 展开更多

关键词 深层页岩气 有限离散元 嵌入式离散裂缝模型 压裂窜扰 产能模型 拉链式压裂

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基于快速行进法的缝洞型储层数值试井方法

15

作者 杜雅雯 滕柏路 +1 位作者 蔡寒幸 李清全 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第1期204-214,共11页

缝洞型储层中发育裂缝、溶洞或孔洞等三重介质,对油气流动的影响十分显著。然而,传统的试井解释方法应用效果并不理想,难以精确描述流体流动的特征。为此,提出了基于快速行进法的数值试井方法,该方法引入嵌入式离散裂缝模型刻画缝洞型... 缝洞型储层中发育裂缝、溶洞或孔洞等三重介质,对油气流动的影响十分显著。然而,传统的试井解释方法应用效果并不理想,难以精确描述流体流动的特征。为此,提出了基于快速行进法的数值试井方法,该方法引入嵌入式离散裂缝模型刻画缝洞型三重介质储层,建立用于表征不同介质之间传输过程的程函方程并采用快速行进法求解,由此建立一维扩散飞行时间坐标下的控制方程。在此基础上,根据实际地质特征中不同孔洞、裂缝、溶洞的组合模式,分别建立了溶洞型储集体模式和裂缝-孔洞型储集体模式。研究结果表明:溶洞型储集体中溶洞的大小以及与井筒的相对位置会导致典型曲线的特征存在差异,井-洞不相连时,考虑溶洞大小对压力动态的影响,典型曲线呈现井筒储集阶段、径向流阶段、晚期下凹阶段和边界流阶段4个特征;井-洞相连时,探究溶洞中心与井筒的相对位置对压力动态的影响,典型曲线呈现井筒储集阶段、径向流阶段、边界流阶段、径向流阶段和边界流阶段5个特征。而在裂缝-孔洞型储集体中,典型曲线历经井筒储集阶段、早期下凹阶段、晚期下凹阶段和边界流阶段4个阶段,孔洞与天然裂缝的良好沟通是影响油藏产能的重要因素,孔洞作为流体储集的重要空间,对压力动态变化的影响贯穿储层全生产周期。基于快速行进法的数值试井方法已成功应用于实际现场的储层动态分析,验证了其适用性和有效性,相比传统方法,本方法能够有效地表征复杂缝洞型储层的流体流动规律,为类似储层的开发动态评价提供了参考。 展开更多

关键词 缝洞型储层 快速行进法 嵌入式离散裂缝模型 三重介质 数值试井

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考虑多尺度裂缝表征的致密油藏CO_(2)吞吐智能历史拟合 被引量：6

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作者 张道伟 戴城 +2 位作者 陈硕思 薛亮 刘月田 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期160-167,共8页

致密油藏经过体积压裂形成多尺度复杂缝网,强非均质性使储层参数不确定性显著增强,精确表征裂缝和降低储层参数不确定性对精确建立油藏数值模拟模型非常重要。为此,建立了基于嵌入式离散裂缝模型的致密油藏CO_(2)吞吐数值模拟方法,有效... 致密油藏经过体积压裂形成多尺度复杂缝网,强非均质性使储层参数不确定性显著增强,精确表征裂缝和降低储层参数不确定性对精确建立油藏数值模拟模型非常重要。为此,建立了基于嵌入式离散裂缝模型的致密油藏CO_(2)吞吐数值模拟方法,有效表征了致密油藏压裂后的多尺度复杂缝网;结合集合卡尔曼滤波方法,对致密油藏CO_(2)吞吐生产数据进行了智能历史拟合,估计了储层物性和压裂裂缝参数,降低了模型参数的不确定性。结果表明,基于嵌入式离散裂缝的致密油藏模拟模型能精确表征多尺度复杂缝网,适用于处理压裂后致密油藏复杂裂缝的情况。经过等效处理的多尺度介质模型计算得到的产量曲线存在伪顶点和真实顶点,与实际致密油藏CO_(2)吞吐生产规律认识一致;经过集合卡尔曼滤波智能历史拟合方法多次迭代拟合后,初始实现的多尺度裂缝介质模型集合参数曲线收敛性增强,J1井和J2井模拟预测产量与生产历史拟合效果良好。 展开更多

关键词 嵌入式离散裂缝模型 CO_(2)吞吐 集合卡尔曼滤波 等效介质理论 产量预测 致密油藏

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基于微地震约束的多尺度复杂压裂缝网自动反演新方法 被引量：9

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作者 李俊超 戴城 方思冬 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期46-54,共9页

水平井多级压裂是实现页岩气藏有效动用的关键技术。然而,大规模体积压裂形成的缝网由不同尺度的压裂主缝和次生裂缝构成,裂缝的分布情况及其参数难以确定。为此,以微地震监测数据作为先验约束,建立考虑微地震湿事件区域与监测灵敏度的... 水平井多级压裂是实现页岩气藏有效动用的关键技术。然而,大规模体积压裂形成的缝网由不同尺度的压裂主缝和次生裂缝构成,裂缝的分布情况及其参数难以确定。为此,以微地震监测数据作为先验约束,建立考虑微地震湿事件区域与监测灵敏度的多尺度离散裂缝参数模型,再通过嵌入式离散裂缝方法建立正演模型,利用集合卡曼滤波方法自动反演确定多尺度离散裂缝的位置与渗透率等属性参数。研究结果表明:①反演并确定验证模型的多尺度离散裂缝参数,参数均收敛到真实值附近,与前验统计矩相比,参数的不确定性明显下降,产量预测符合率显著提高;②通过定产气量拟合井底流压,反演并确定了实际压裂水平井模型微地震有效区域及缝网参数,拟合阶段与预测阶段井底流压符合率分别提高了75.7%和82.4%;③反演得到的裂缝有效长度是微地震事件点显示裂缝长度的1/2~2/3,表明微地震数据与裂缝参数的不确定性较高;④微地震监测灵敏度的后验值为3.59,说明可能有大量压裂激发的微地震事件没有反映在监测数据中。结论认为,该方法可有效反演并确定微地震约束下的多尺度复杂压裂缝网参数,并可适应具有较高不确定性的微地震数据和缝网模型。 展开更多

关键词 页岩气藏 压裂水平井 多尺度裂缝 微地震数据 嵌入式离散裂缝模型 集合卡曼滤波 历史拟合 参数反演

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干热岩流动换热多尺度有限容积法 被引量：9

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作者 宇波 李庭宇 +3 位作者 韩东旭 孙东亮 杨福胜 魏进家 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期168-178,共11页

高效可靠的数值模拟技术对于深入理解干热岩储层的流动与换热过程、制订合理的开发方案至关重要。为了解决传统的高保真有限容积法在求解裂缝型储层复杂流动与换热问题时计算耗时的问题,基于嵌入式离散裂缝模型,提出了流动和换热一体化... 高效可靠的数值模拟技术对于深入理解干热岩储层的流动与换热过程、制订合理的开发方案至关重要。为了解决传统的高保真有限容积法在求解裂缝型储层复杂流动与换热问题时计算耗时的问题,基于嵌入式离散裂缝模型,提出了流动和换热一体化多尺度有限容积求解方法。其主要过程为:①通过雅克比光顺求得基岩和裂缝粗网格支撑区域上的压力与温度基函数,上述基函数不仅可以反映基岩细尺度区域的非均质性,还能够映射出裂缝分布的特征;②利用压力、温度基函数及预先定义的粗尺度限定算子构建瞬态粗网格离散系统;③采用两步迭代多尺度求解的策略,使得多尺度误差余量能够先后在粗、细尺度上耗散,进而达到所需要的求解精度。借助于2个裂缝型地热藏开采的算例,对所提出的多尺度有限容积法的计算精度和计算效率进行了评价。研究结果表明:①多尺度有限容积法的压力场和温度场求解精度会随着模拟时间的增长而略有降低,增加多尺度循环次数可以提高计算精度,但循环次数过多则会降低多尺度的加速效果;②多尺度循环次数介于50~100时,多尺度解与细尺度解间的二范数相对偏差为10^(-3)~10^(-4)。结论认为,较之于传统的有限容积法,多尺度有限容积法在保证计算精度的同时,计算效率可以提高4~5倍。 展开更多

关键词 干热岩 地热能 嵌入式离散裂缝模型 流动换热 有限容积法 多尺度求解方法 压力场 温度场

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基于EDFM的致密油藏分段压裂水平井数值模拟 被引量：19

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作者 张烈辉 刘沙 +2 位作者 雍锐 李博 赵玉龙 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-11,共11页

为了解决致密油藏分段压裂水平井由于裂缝模型建立难度大导致的产量评价困难的问题,通过引入嵌入式离散裂缝模型(Embedded Discrete Fracture Model,EDFM),采用矩形网格,建立了考虑重力和应力敏感效应的三维致密油藏分段压裂水平井模型... 为了解决致密油藏分段压裂水平井由于裂缝模型建立难度大导致的产量评价困难的问题,通过引入嵌入式离散裂缝模型(Embedded Discrete Fracture Model,EDFM),采用矩形网格,建立了考虑重力和应力敏感效应的三维致密油藏分段压裂水平井模型。首先,用Saphir对该模型的准确性进行了检验;然后,利用该模型进行了三维致密油藏、天然裂缝性致密油藏以及裂缝分布形态影响的数值模拟研究。结果表明,嵌入式离散裂缝模型能较好反映流体在天然裂缝和压裂缝网内的流动特征;压裂施工位置应选择天然裂缝发育的区域;分段压裂水平井的裂缝分布形态对产能影响显著,缝网与基质接触面积越大,油井产能越大,因此,最优化的裂缝分布可作为体积压裂施工目标。 展开更多

关键词 分段压裂水平井 嵌入式离散裂缝模型 三维油藏 天然裂缝 裂缝分布形态

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局部非热平衡对增强型地热系统的影响探究 被引量：2

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作者 程林松 时俊杰 +2 位作者 曹仁义 杨晨旭 杜旭林 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期649-659,共11页

干热岩的有效开发需要依托增强型地热系统所形成的复杂裂缝网络,而致密基质与不同裂缝之间形成了不同尺度的传质传热环境,导致多孔介质传质传热过程存在复杂性.为分析局部非热平衡对复杂裂缝系统传质传热过程的影响,建立考虑局部非热平... 干热岩的有效开发需要依托增强型地热系统所形成的复杂裂缝网络,而致密基质与不同裂缝之间形成了不同尺度的传质传热环境,导致多孔介质传质传热过程存在复杂性.为分析局部非热平衡对复杂裂缝系统传质传热过程的影响,建立考虑局部非热平衡假设的微观孔隙尺度传质传热模型,揭示局部非热平衡假设对基质-裂缝传质传热过程影响的微观作用机理.同时,建立考虑局部非热平衡假设的嵌入式离散裂缝模型和求解方法,通过储层物性参数敏感性研究分析考虑局部非热平衡假设的必要性.结果表明,不考虑局部非热平衡假设会低估在近裂缝区域的岩石温度,而高估传热前缘区域的流体温度;局部非热平衡对增强型地热系统的影响主要体现在注入早期;注入强度越高,或基质裂缝渗透率越低,或基质裂缝孔隙度差异越大,或岩石热扩散系数越大,或对流换热系数越小,都越需要考虑局部非热平衡假设.研究结果可为增强型地热系统的精确数值模拟提供参考. 展开更多

关键词 地热学 油气水渗流力学 致密储层 局部非热平衡 嵌入式离散裂缝模型 数值模拟 致密基质 复杂裂缝 增强型地热系统

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