【摘 要】
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特低渗裂缝性油藏基质渗透率低,裂缝是主要的渗流通道,而裂缝通常具有较强的压力敏感及各向异性特征。当油藏压力变化时,不同方向的裂缝会表现出不同的变形特征,导致油水渗流规律更加复杂,严重影响特低渗裂缝性油藏的水驱开发效果。本论文针对裂缝方向对裂缝压力敏感变形特征的影响,及其对特低渗裂缝性油藏渗流规律的影响进行研究,以期为此类油藏的开发调整提供新思路。首先基于相似理论建立了定容边界裂缝性介质渗流物理模拟
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特低渗裂缝性油藏基质渗透率低,裂缝是主要的渗流通道,而裂缝通常具有较强的压力敏感及各向异性特征。当油藏压力变化时,不同方向的裂缝会表现出不同的变形特征,导致油水渗流规律更加复杂,严重影响特低渗裂缝性油藏的水驱开发效果。本论文针对裂缝方向对裂缝压力敏感变形特征的影响,及其对特低渗裂缝性油藏渗流规律的影响进行研究,以期为此类油藏的开发调整提供新思路。首先基于相似理论建立了定容边界裂缝性介质渗流物理模拟方法,该方法具有造缝简单、模型可视、裂缝可控的优点。利用该方法开展了单组不同方向裂缝的压力敏感实验,结果表明:相同压力条件下,裂缝性介质的流量随裂缝角度(裂缝方向与宏观压力梯度方向的夹角)的增大而减小,裂缝开度和渗透率的变化率随裂缝角度的增大呈现出先增大后减小的特征。基于上述实验规律,结合理论分析,建立了考虑裂缝方向性的压力敏感方程,其计算结果与实验数据及半解析渗透率模型的计算结果均吻合较好。应用该压力敏感方程分析了单组裂缝对渗透率张量主值的影响,研究结果表明,单组裂缝渗流介质中裂缝变形只对渗透率主值大小有影响。其次利用多组多角度裂缝定容物理模拟实验和数值计算结果,分析了裂缝角度、间距、弹性参数对多组缝介质渗透率张量主值变化的影响:不同角度裂缝开度变化率不同,会改变两组裂缝渗透率的相对大小关系;不同角度裂缝在相同压力条件下变形程度不同使得渗透率主值方向发生旋转,这种现象将会导致油藏注水开发过程中注入水渗流方向发生改变,使得原井网难以实现预期的开发效果。随后以新建立的考虑裂缝方向性的压力敏感方程为基础推导建立了特低渗裂缝性油藏面积井网的产能模型,分别分析了不同裂缝方向、注采压差等参数对五点井网、反七点井网、反九点井网、菱形反九点井网产能的影响,结果表明裂缝角度为45°时产能最大;菱形反九点井网产能最高。裂缝开度变化率越大,相应井网单元的产量越小。压力敏感程度越强,相同井网条件下极限井距越小,说明压力敏感效应使得特低渗裂缝性油藏开发难度加大,需要加密井网开发。最后利用考虑裂缝方向性的压力敏感方程,建立了考虑不同方向裂缝压力敏感效应的油气水三相渗流数学模型,编制了裂缝压力敏感数值模拟软件模块,研究了裂缝方向对特低渗裂缝性压敏油藏渗流场的影响,研究结果表明:裂缝角度为45°时井网单元的采出程度最高;对于裂缝性压敏油藏,注采系统调整的原则是实现反九点井网面积注水。综合上述研究结果,结合裂缝各向异性油藏渗透率对井网的破坏和重组作用,针对特低渗裂缝性油藏裂缝方向性压敏效应造成的注入水流动方向改变现象,提出了两条开发调整思路:1)为了使最大渗透率主值方向与井排方向夹角处在满足原始井网单元注采关系不被破坏的范围内,水驱开发过程中需要保持合理的地层压力;2)可利用裂缝方向性压敏效应造成的渗透率主值方向旋转现象,调整地层压力,使注入水沿有利方向流动。本论文的研究成果,发展了裂缝各向异性压敏介质渗流理论,能够为特低渗裂缝性压敏油藏的产能预测及注水井网调整提供理论基础。
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