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3500 m以深页岩气资源量占整个川南地区总资源量的比例高达86.5%,该区深层页岩气藏构造复杂,压裂形成复杂缝网的难度大,有必要通过数值模拟研究深层页岩气复杂缝网主控因素,对实现川南地区深层页岩气的效益开发具有重要意义。在对川南地区页岩气气田某井的岩芯进行细观尺度下的观察并构建二维裂缝模型的基础上,利用位移间断边界元法(DDM)模拟深层页岩水力压裂过程中水力裂缝与天然裂缝相互作用的物理力学过程,研究主应力、应力差和压裂液排量对裂缝扩展的影响。结果表明:在高应力差条件下缝网的复杂程度和总长度急剧降低,缝网的平均宽度增大,且平均宽度随排量增加而增大的能力变得有限。在高应力差条件下提升压裂液排量,缝网长度的增加以产生新生裂缝为主,同时提升排量对于激活天然裂缝有一定的提升作用,但是效果有限。相比于拉张裂缝,剪切裂缝的形成受主应力和压裂液排量的影响更显著,在高应力差条件下缝网中剪切裂缝的长度急剧降低。随着压裂液的注入,在较低应力差和相同压裂液注入量的情况下,低排量工况下的裂缝长度逐渐大于高排量工况下的裂缝长度。在应力差较高的情况下裂缝扩展的速率较低,同时会使提升排量而形成更多新生裂缝的能力变得有限。基于显微镜观察构建的裂缝模型计算出的结果能够较好地符合场地实际,为深层水力压裂设计和施工提供参考。 相似文献
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天然气水合物分布广、埋藏浅、清洁无污染、储量巨大，被视为油气领域最有潜力的替代清洁能源。全球目前有5个国家进行了8次天然气水合物试采工作，特别是2017年5月中国神狐海域天然气水合物试采取得了巨大成功，创造了产气时间和产气总量两项世界纪录，但是由于天然气水合物特殊的物理力学性质和赋存状态，技术经济开采还面临诸多难题。在分类总结天然气水合物开采方法的基础上，分析了中日两国的海域天然气水合物试采情况及试采数据，得出了如下结论与建议:（1）天然气水合物开采方法可归纳为两大类:原位分解法和地层采掘法；（2）海域天然气水合物试采数据表明:压力和温度条件都是影响产气速率的主要因素与约束条件，在生产不同阶段，影响产气能力的主要因素不同；（3）对日本第1次天然气水合物试采数据分析表明，压力驱动力、温度驱动力与产气速率均有较好的相关性，提出了表征温度压力耦合关系的指标相态平衡距，研究了产气速率与相态平衡距的分段线性关系，建立了天然气水合物储层分解动力学模型范式；（4）分析了降压开采方法中大幅快速降压与分段缓慢降压两种降压方式的优劣，提出有效供热是实现天然气水合物降压开采的长期高产的必要条件，集成页岩气开发中的水平井压裂技术与干热岩地热开发中热量对流交换循环的原理，提出对流注热降压开采方法。 相似文献
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天然气水合物是未来极具潜力的新型高效清洁替代能源。在分析水合物开采面临的瓶颈问题的基础上,提出了一种全新的天然气水合物开采方法——原位补热降压充填开采法。该方法将氧化钙(CaO)粉末注入天然水合物储层,降压开采天然气,天然气水合物分解产生的水和氧化钙粉末迅速反应,产生的大量热量补充天然气水合物的分解热。本文利用基于有限体积法的新型天然气水合物模拟器,构建三维地质模型对该方法进行产能数值模拟评价。模拟结果表明相较于常规水平井方法以及水平井结合压裂开采方案,该方法对生产的促进效应明显,尤其是与水平井结合压裂开采方案相比该方法的累积产气量明显提高,但累积产水量没有显著变化,开采效率显著提升。施工工艺中裂缝等效渗透率和氧化钙注入量两个关键参数的敏感性分析结果表明在压裂过程中,压裂技术的增产效果会随着等效渗透率的提高而逐渐减弱。除此之外,氧化钙注入量越大,增产效应越明显,并且提高氧化钙注入量只会提高产气量,不会显著提高产水量,所以理论上注入量越大,产气效率越高。与此同时,该方法在不同渗透性能的天然气水合物储层中均有一定的适用性,其中针对低渗储层的促进效应更为显著。综合上述结论,本文从三维模型理论计算的角度定量化验证了原位补热降压充填开采方法的潜在价值,期待为将来的水合物试采工作提供一定参考。 相似文献
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迂曲度是刻画多孔介质中输运过程的重要参数,对致密储集层,由于流动的非线性,流动规律和常规储集层有巨大差异,迂曲度与常规储集层亦不同。本文利用孔隙网络模型,研究了由流动非线性所带来的迂曲度改变。提出2个无量纲数:1以岩心的水动力迂曲度为基础定义无量纲迂曲度Γ,用以刻画非线性效应带来的迂曲度改变;2定义流量加权平均的孔喉半径为特征孔喉半径,并以此定义无量纲压力梯度Ρ,用以刻画压力梯度状态。本文研究了Γ随Ρ的变化规律表明,Ρ-Γ曲线具有确定的形态,且不随岩心孔隙网络的任何参数发生变化。即对于任何岩石,由流动的非线性所带来的迂曲度的改变是确定的。本文给出了Ρ-Γ曲线的拟合公式,可方便计算给定压力梯度下的迂曲度改变。 相似文献
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本文调研了国内外近些年在页岩油(气)微尺度流动方面的研究成果。从分子动力学方法(MD)、格子玻尔兹曼方法(LBM)、孔隙网络模型(PNM)3种计算模型的角度展开分析,同时结合作者的前期工作,分析了影响页岩油(气)流动输运的关键因素,指出3种方法的局限性及存在的问题,认为PNM方法可作为微尺度流动研究的基础模型,并将3种方法之间的联系有机地体现在研究路线框图中,为页岩油(气)微尺度流动的研究指明了方向。 相似文献
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页岩气的工业化开发要求对致密储层进行体积压裂改造，水平井多级分段压裂技术是成功开发页岩气藏的关键技术之一。页岩储层在地应力与致裂压力联合作用下突破页岩基质，沟通天然裂隙等弱结构面，形成高导流能力缝网系统，页岩储层中赋存的游离气和吸附气得以释放，提高了页岩气井的初始产量和最终采收率。根据渝东地区页岩储层工程地质特征，结合渝页A-2HF井、渝页B-2HF井矿场压裂施工数据，探索适用于渝东地区的页岩储层压裂工艺技术，结果表明，采用前置盐酸处理储层保持近井带导流能力，能够保障后续大排量施工压力窗口；低砂比粉砂段塞多级降滤实现“控近扩远”，增加储层改造体积；压力异常层段胶液前置充分造缝，可为后续滑溜水携带支撑剂进入地层创造有利条件。 相似文献
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