页岩气藏体积压裂评价及产能模拟研究

【摘要】在我国油气能源供应日趋紧张和国外页岩气开发取得突破的环境下,我国对页岩气藏的开发逐年重视,并视其为促进能源结构调整的重要部分。过去两年,我国的页岩气开发取得了突破性进展,以涪陵示范区为标志的川渝页岩气开发区实现了单井15×104m3/d,累产7300×104m3的成果,使我们对页岩气的开发充满了期待和希望。然而,开发页岩气藏需要具备一定的进行大规模水力压裂的条件,这就要求页岩储层具有一定密度和连通性的天然裂缝,而对于复杂天然裂缝网络的描述非常困难；另一方面,不同于常规低渗透油气藏,页岩气的渗流不仅存在达西流动,还存在气体吸附解吸过程和扩散流动,这些渗流机理的共同作用使得页岩气渗流规律非常复杂。解决以上两个问题是实现对页岩气藏进行产能预测这一目标的必要途径。本文首先对四川须家河组页岩露头进行了物理性质实验测试,包括矿物分析、岩石密度测试、水平地应力测试、三轴应力测试、抗张抗剪强度测试等。结果发现,以水平地应力差、杨氏模量和泊松比、岩石脆性为判别指标时,四川须家河组页岩均符合形成裂缝网络的条件；从抗张抗剪强度测试结果可知,页岩水平方向具有优先开裂的条件；以硬度测试为基础,利用无声致裂剂致裂并统计岩心压裂的裂缝条数、崩落的碎块和裂缝面密度的方法,提出了判断页岩气藏形成网状裂缝的标准。然后,以黑油模型为基础模型,以气体总量相等为原则,采用溶解气代替吸附气的方法,通过Fracman生成的离散裂缝网络模拟复杂的天然裂缝,完善了单一介质黑油模型模拟页岩气的产能预测模型,对比传统的双孔单渗模型模拟结果发现,二者均能较好地进行页岩气产能预测。第三,对影响页岩气单井产量的诸多参数进行了模拟,如基质渗透率、人工裂缝参数、天然裂缝参数、吸附气量等。结果发现,页岩气单井产量与基质渗透率、人工裂缝长度、人工裂缝条数、天然裂缝导流能力、天然裂缝连通性和吸附气量均呈正比,与天然裂缝间距成反比；通过正交试验方法对各因素进行了主次排序,对产能的影响程度从强到弱依次为基质渗透率、人工裂缝长度、天然裂缝间距和吸附气量,并通过层次分析法和BP试验法对这一排序进行了验证；通过大量的数值模拟计算进行了图版绘制,并以BP人工神经网络的方法对各因素对改造体积的影响关系进行训练,从而用以快速确定任意条件下的改造体积形状和大小。最后,对实际页岩区块A进行了模拟计算,对比了水平井和直井开发实际页岩区块的产能情况,并对采用水平井开发时的裂缝参数进行了优化,为该区块的开发提供理论指导。
【作者】梁利平；
【导师】吴汉宁；
【作者基本信息】西北大学，油气田地质与开发，2014，博士
【关键词】页岩气；改造体积；双重介质模型；吸附；解吸；裂缝网络；

【参考文献】
[1]刘坤彪.云制造服务中供需智能匹配引擎的研究[D].湖北工业大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[2]胡立生,孙优贤.非线性系统的强实用鲁棒控制[J].控制与决策,1998,05:18-22+27.
[3]刘阳荭.幼儿书籍装帧设计研究[D].东北师范大学,设计艺术学,2012,硕士.
[4]王敏.间接言语行为理论在高职高专英语听力教学中的应用[D].山东师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[5]刘浩.地域文化观照下的南方写作[D].温州大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[6]徐玥.建国初诗歌生产机制研究[D].首都师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[7]魏海柱.基于PDE的曲面裁剪与伤口模型构建[D].杭州电子科技大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[8]张晴晴.明清时期山水画派研究[D].鲁东大学,美术学,2014,硕士.
[9]陆晓蕾,张琳,顾运江,刘迎新.Ru/C催化剂上硝基苯与苯甲醇“一锅法”合成N-亚苄基苯胺的研究[J].浙江化工,2013,10:29-33.
[10]段江娇,薛永生,令狐荣珊.数据仓库的多维数据分析器设计与实现[J].厦门大学学报(自然科学版),2002,06:697-700.
[11]王海霞.《爵士乐》的喻指性分析[D].山东大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[12]凌庄怀.中航直升机公司民用直升机发展的策略思考[D].厦门大学,工商管理（EMBA）,2014,硕士.
[13]王浩.混合驱动型腿部机构的设计与实验研究[D].中国科学技术大学,机械电子工程,2014,硕士.
[14]郭力.道路防滑面层——新型交通安全设施[J].交通世界.2005(05)
[15]贺新.妇女与美国革命的激进性[D].厦门大学,世界史,2014,硕士.
[16]蒋伟.对外汉语教师课堂语言研究[D].河北师范大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[17]陈发有.防屈曲支撑在有局部收进高层钢结构中的减震性能分析[D].兰州理工大学,结构工程,2014,硕士.
[18]吴双迟.MGF纳米微球静电纺丝材料对人骨髓间充质干细胞生物学行为的影响[D].重庆大学,生物医学工程,2014,硕士.
[19]骆巧巧.新农村背景下的农村电子商务平台建设研究[D].江西财经大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[20]刘威.基于OMAP-L138处理器的轨道信号处理平台的设计与实现[D].北京交通大学,2014.
[21]刘军.非开挖水平定向钻进铺管施工技术及工程应用研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2004,硕士.
[22]杜宪军.新型镍基催化剂的制备及其在甲烷干重整反应中的性能研究[D].上海大学,无机化学,2013,硕士.
[23]马庆祥.安徽省战略性新兴产业公共信息资源服务平台构建研究[D].安徽大学,图书情报,2014,硕士.
[24]陈昌椿.质量哲学概念[J].中国质量技术监督.2001(06)
[25]杨雪莲.从叙事空间到第三空间：《仁慈》中的空间叙事艺术[D].烟台大学,英语语言文学,2014,硕士.
[26]胡晶君.国立中山大学学校管理探析（1924-1931）[D].华南师范大学,教育史,2004,硕士.
[27]胡畔.养猪社会化：社会资本与公共服务[D].华中师范大学,政府经济学,2013,硕士.
[28]ChangHaige.不可靠叙述：朱利安·巴恩斯《终结的感觉》中英国性的解读[D].西安外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[29]王营营.Ts65Dn小鼠造血干细胞对辐射诱导DNA损伤修复障碍研究[D].北京协和医学院,放射医学,2014,博士.
[30]张海申,何正友,张钧.谐振接地系统单相接地故障频谱特征分析[J].电力系统自动化,2012,06:79-84.
[31]罗小英.我国旅游侵权民事责任及其权利救济探析[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[32]朱振国.基于税收遵从理论的税收征管模式完善研究[D].中国海洋大学,公共管理,2011,硕士.
[33]李春梅.《力量的源泉：人们做出决策的方式》（第十四章）翻译报告[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[34]赵波.活性炭结构和表面性质及其负载钌基氨合成催化剂的研究[D].浙江工业大学,工业催化,2004,硕士.
[35]钱红梅.认知策略在初中英语阅读中的运用研究[D].杭州师范大学,学科教学（专业学位）,2011,硕士.
[36]王星.酸性体系中金属的缓蚀剂研究[D].武汉工业学院,应用化学,2012,硕士.
[37]付广仁.伪卫星增强北斗卫星导航系统定位技术研究[D].西北大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[38]刘淑芳.农村小学安全教育存在问题及解决策略研究[D].河北师范大学,教育管理,2012,硕士.
[39]李晓.自适应人机交互界面研究[D].西南师范大学,2004.
[40]徐绮蔓.从模因论的角度看中国文化专有项的英译[D].华中师范大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[41]付琼.知识型员工沉默行为对组织承诺影响的实证研究[D].山东大学,企业管理,2013,硕士.
[42]刘珂.论调解协议司法确认程序[D].中国政法大学,诉讼法学,2013,硕士.
[43]张学全,封伟,冯奕钰.偶氮苯功能化石墨烯的光开关性能研究[A].中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会:,2011:1.
[44]余中华.依赖海水细菌的分离及菌株HB10001的多相分类鉴定[D].海南大学,微生物学,2011,硕士.
[45]卢明,屠乃美,胡华勇.氯化铁和硫酸铁对酸性土壤中有效态镉和铅污染的修复作用[J].环境工程学报,2015,01:469-476.
[46]叶力.工业无线网络分簇密钥管理方案研究[D].西南大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[47]郝嘉.基于历史轨道数据的空间事件分析[D].国防科学技术大学,航空宇航科学与技术,2012,硕士.
[48]魏衡江.新的电弧炉控制器[J].冶金自动化,1996,04:12.
[49]ShangLijian.A Reading of Margaret Drabble’s the Needle’s Eye from the Perspective of Feminist Narratology[D].西安外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[50]李骥.全运会后吉林省田径项目发展趋势及后备人才培养研究[D].辽宁师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.