论文部分内容阅读
页岩气在双重介质中的流动是一个复杂的多尺度流动过程,运移产出机理特殊,对渗流过程的数学表征也更为复杂。目前国内外所建立的渗流模型对页岩气的渗流过程表征不够完善和准确,大多数两相流模型都没同时考虑气体滑脱效应和页岩气吸附对流体渗流规律的影响,这在很大程度上都降低了模型在描述流体渗流过程上的准确性。大量实验和理论研究也证实了,气体滑脱效应和页岩气吸附对储层中流体的运移过程有着重要影响。因此,建立考虑解吸、扩散、渗流和滑脱效应全过程的页岩气藏单井渗流数值模型,对指导单井产能影响因素分析和气藏数值模拟研究具有重要意义。本文通过大量文献调研,认识分析了页岩气的储层特征、赋存方式和运移产出机理,建立了页岩储层三维气—水两相渗流数学模型,并利用数值模拟方法求解建立了水平井开采页岩气的数值模型；利用商业数值模拟软件Eclipse2011对页岩气井的生产动态进行了模拟和分析,在此基础上研究了滑脱效应和吸附气对页岩气藏水平井产量的影响,并对影响页岩气井产量的参数进行了敏感性分析。通过以上研究工作,本文主要取得了如下几点研究成果：(1)通过对页岩气的储层特征、赋存方式和运移产出机理等方面的认识,基于数值模拟和多相流体渗流理论,建立了考虑解吸、扩散、渗流和气体滑脱效应的双重介质页岩储层三维气—水两相渗流数学模型,利用数值模拟方法得到了水平井开采页岩气的数值模型,并对数值模型进行了迭代编程求解；(2)在对数值模型进行编程求解的基础上,研究了滑脱效应对渗透率的影响,渗流过程中滑脱效应的强弱很大程度上取决于储层孔隙压力的大小,储层孔隙压力越小,滑脱效应越明显,页岩储层裂缝孔隙中存在明显的滑脱效应；并对天然裂缝渗透率、Langmui3压力常数Langmuir体积常数和水平井水平段长度等参数进行了敏感性分析；(3)利用商业数值模拟软件Eclipse2011建立了考虑滑脱效应和气体吸附—解吸的页岩气分段压裂水平井模型,并对气井的生产动态进行了模拟和分析；滑脱效应有利于页岩气水平井中后期产量的提高,页岩气井的产量是游离气运移和吸附气解吸共同作用的结果,在页岩气的开发生产过程中不能忽略滑脱效应和吸附气的影响；(4)在商业数值模拟软件Eclipse2011所建模型的基础上,对影响页岩气井产量的多种参数进行了敏感性分析；页岩储层的岩石压缩系数的变化对气井产气量的敏感性很弱；基质系统内气体的扩散、等温吸附规律和吸附气含量对气井中后期的产量影响较大；天然裂缝渗透率、压裂裂缝导流能力、裂缝间距和裂缝半长的变化对页岩气藏水平井的产气量影响很大,敏感性很强。