數(shù)值模擬在致密氣田中的運(yùn)用

1、鍵入公司名稱鍵入文檔標(biāo)題數(shù)值模擬作業(yè)題目數(shù)值模擬在致密氣田中的運(yùn)用學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)教學(xué)院系石油與天然氣工程專業(yè)年級(jí)單 位石工院 第一章 非常規(guī)油氣藏?cái)?shù)模概況非常規(guī)油氣藏地質(zhì)建模與數(shù)值模擬是通過對(duì)地質(zhì)、地震、油藏綜合研究，建立儲(chǔ)層精細(xì)地質(zhì)模型。首先建立構(gòu)造模型，同時(shí)運(yùn)用地震反演的成果結(jié)合單井巖相數(shù)據(jù)建立巖相模型，利用鉆井泥漿漏失、油氣田和單井的實(shí)際生產(chǎn)情況和微地震監(jiān)測，描述油氣藏內(nèi)發(fā)育的天然裂縫和人工壓裂裂縫，最終利用巖相模型控制建立孔隙度和飽和度等屬性模型!為數(shù)值模擬提供能夠反映與實(shí)際地質(zhì)情況相符的三維油氣藏粗化地質(zhì)模型。在此模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合、產(chǎn)量預(yù)測，并制定合理的開發(fā)方案。1.1

2、網(wǎng)格劃分構(gòu)造模型是油氣藏地質(zhì)建模的研究內(nèi)容之一，精細(xì)的構(gòu)造描述是油氣藏評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。根據(jù)油氣藏發(fā)育特點(diǎn)，需要建立起地層的地質(zhì)模型?？紤]到地質(zhì)模型的一致性以及有限的鉆井?dāng)?shù)，采用：“構(gòu)造、沉積相、相控屬性整體建模”的研究思路，將目的層段建立起一個(gè)統(tǒng)一的構(gòu)造地質(zhì)模型，在此基礎(chǔ)上分別計(jì)算目的層段的屬性模型并分別計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量和地質(zhì)模型粗化。采用角點(diǎn)網(wǎng)格的剖分算法建立油藏的三維模型網(wǎng)格，能夠處理各種復(fù)雜的斷層情況和各種地層接觸關(guān)系，適應(yīng)不同的沉積模式；網(wǎng)格剖分結(jié)果能夠很好地描述油藏三維空間的構(gòu)造模型（圖1.1）。圖1.1 適應(yīng)于各種復(fù)雜斷層和地層的焦點(diǎn)網(wǎng)格劃分角點(diǎn)網(wǎng)格的均勻性和正交性都比較好，而且網(wǎng)格拓?fù)淦?/p>

3、分自動(dòng)程度高，交互編輯功能強(qiáng)大；能夠適應(yīng)正斷層、逆斷層、削截?cái)鄬?、分支、交切斷層、增長斷層的網(wǎng)格剖分，適應(yīng)不同沉積模式的地層接觸關(guān)系來劃分小層；斷面構(gòu)建適應(yīng)多種數(shù)據(jù)源，包括斷層多邊形、斷層柱條、散點(diǎn)數(shù)據(jù)、地震解釋數(shù)據(jù)、規(guī)則化數(shù)據(jù)，并且可以選擇多條主斷層作為網(wǎng)格劃分的趨勢方向；井?dāng)?shù)據(jù)作為硬數(shù)據(jù)能有效地約束構(gòu)造層面，對(duì)模型進(jìn)行質(zhì)量控制，具有層面交叉錯(cuò)誤的自動(dòng)檢查功能；數(shù)據(jù)格式方面，可加載和輸出VIP、Eclipse、CMG等網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式。1.2 離散裂縫描述和建模針對(duì)非常規(guī)油氣藏的裂縫模型，目前國內(nèi)外主流技術(shù)都是以雙孔介質(zhì)模型，這樣做的特點(diǎn)是使大規(guī)模的流動(dòng)僅在裂縫之中發(fā)生，由基質(zhì)向縫洞之間的流動(dòng)由

4、“傳輸方程”描述，而缺點(diǎn)則顯而易見，模型過于理想化“傳輸方程”難以確定，不能反映油氣藏裂縫（洞）的真實(shí)分布情況。隨著石油勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，各種測試手段越來越豐富，同時(shí)，各種算法及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的快速發(fā)展為離散裂縫模型提供了支持，使得對(duì)縫洞的描述成為可能（圖1.2）。圖1.2 非常規(guī)裂縫建模的流程井周裂縫系統(tǒng)描述的數(shù)據(jù)來源是成像測井及生產(chǎn)測井解釋數(shù)據(jù)，包括裂縫傾角、方位角、開度，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系推算出裂縫的長度、寬度、開度等參數(shù)，最終獲得過井的每條裂縫的完整參數(shù)描述（圖1.3）。圖1.3 井周裂縫系統(tǒng)描述地震反演裂縫描述的數(shù)據(jù)來源硬數(shù)據(jù)成像測井解釋，軟數(shù)據(jù)是地震反演數(shù)據(jù)體，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得出過井解

5、釋裂縫幾何參數(shù)（縫長、縫寬、開度）與地震解釋裂縫強(qiáng)度的關(guān)系。利用這一關(guān)系得出三維空間內(nèi)的裂縫長/寬/高分布，將地震解釋的裂縫密度及方位用成像測井解釋成果進(jìn)行校正，根據(jù)校正后的裂縫密度和方位，以及三維空間內(nèi)的裂縫長/寬/高分布，完成三維空間內(nèi)的裂縫展布（圖1.4）。結(jié)合三維地震預(yù)測及成像測井解釋成果，建立離散的裂縫模型，對(duì)油氣藏中的裂縫系統(tǒng)進(jìn)行三維精細(xì)描述（圖1.5）。圖1.4 地震反演裂縫描述圖1.5 裂縫網(wǎng)絡(luò)模型利用測井?dāng)?shù)據(jù)和地震解釋成果進(jìn)行三維地質(zhì)網(wǎng)格空間的屬性插值。屬性建模算法包括最近點(diǎn)方法、移動(dòng)平均法、克里金及協(xié)同克里金方法、高斯、序貫高斯模擬等方法。提供各種測井曲線粗化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

6、功能。建模過程可采用地震數(shù)據(jù)作為約束條件進(jìn)行協(xié)同模擬，可以自動(dòng)優(yōu)化計(jì)算、擬合變差函數(shù)的塊金值、變程、基臺(tái)值、各向異性等參數(shù)（圖1.6）；屬性建模可以按層、分相進(jìn)行控制模擬；可以按地層或地質(zhì)屬性的展布選擇不同的插值方向；克里金類算法的參數(shù)包括變差函數(shù)類型、參數(shù)和趨勢都可以很方便的調(diào)整；用于地震屬性約束建模的協(xié)克里金算法，可以快速擬合、選擇協(xié)同變量的權(quán)重；支持并行高性能計(jì)算（圖1.7）。圖1.6 變差函數(shù)自動(dòng)擬合結(jié)果和各向異性圖圖1.7 地震反演波阻抗約束相控模擬生成的空隙度模型1.3 MSR裂縫粗化技術(shù)及離散裂縫數(shù)值模擬1.3.1 MSR裂縫粗化技術(shù)基于快速流動(dòng)計(jì)算的結(jié)果對(duì)地質(zhì)模型網(wǎng)格進(jìn)行粗化，

7、粗化后的模型能夠極高的提高流動(dòng)數(shù)值模擬的計(jì)算效率；同時(shí)保持地質(zhì)模型的關(guān)鍵特征，以及單井及全區(qū)塊數(shù)值模擬的精度。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（四面體網(wǎng)格）粗化基于FRS、FMI建立裂縫網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平面網(wǎng)格粗化，針對(duì)每一個(gè)粗網(wǎng)格范圍，給定一口生產(chǎn)井（注入或開發(fā)井）使之流動(dòng)，假定粗化網(wǎng)格為封閉邊界，進(jìn)行擬穩(wěn)態(tài)壓力模擬（PSS；Pseudo Steady State），根據(jù)模擬的壓力場將模型分成幾個(gè)壓力區(qū)，循環(huán)對(duì)其他粗網(wǎng)格進(jìn)行模擬（圖1.8，圖1.9）最后根據(jù)壓力分布，進(jìn)行屬性粗化，求取K或傳導(dǎo)率等?；诹鲃?dòng)模擬的網(wǎng)格粗化有二種粗化方式，一是基于幾何特征的粗化（K-upscaling），二是基于流動(dòng)計(jì)算結(jié)果（T-upsc

8、aling）的粗化，其具有智能的縱向多層合并技術(shù)，能有效反映裂縫、斷層、高滲層、隔擋層等關(guān)鍵地質(zhì)因素的分布及影響；基于多重網(wǎng)格的高精度、高效率的粗化算法，能夠處理結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，能夠?qū)Χ嘞嗔鞯慕畢^(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行粗化，粗化的結(jié)果可以輸出為主流數(shù)值模擬軟件的網(wǎng)格格式。針對(duì)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格采用多重次級(jí)網(wǎng)格（MSR）進(jìn)行粗化，通過改變邊界條件，使流體從裂縫注入并沿垂向線性流動(dòng)，并改變相應(yīng)的連通表（圖1.10、圖1.11）。圖1.8 基于流動(dòng)模擬的網(wǎng)格粗化流程圖1.9 壓力區(qū)分布圖圖1.10 MSR流程示意圖圖1.11 MSR聯(lián)通圖1.3.2 離散裂縫數(shù)值模擬常規(guī)油氣藏?cái)?shù)值模擬軟件的井筒壓力剖面都是先計(jì)算

9、出來一個(gè)數(shù)據(jù)表，如VFPi，根據(jù)需要，模擬的時(shí)候從這個(gè)表中查詢相應(yīng)的壓力數(shù)據(jù)，這就存在一個(gè)滯后效應(yīng)，是流體流動(dòng)后，再去表中查詢前一階段的壓力數(shù)據(jù)；而實(shí)際上，隨著開采過程的推進(jìn)，井筒壓力是不斷變化的，多段井模擬技術(shù)可以隨時(shí)計(jì)算并更新壓力剖面，井筒模擬與油藏模擬同步進(jìn)行(圖1.12)。圖1.12 多段井模擬技術(shù)用多段井模型對(duì)井筒進(jìn)行離散，是對(duì)多分枝水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井進(jìn)行精確模擬的最有效方法 (圖1.13)。在這個(gè)過程中，既考慮了壓頭、摩擦力、加速度，也考慮了井筒的滑脫效應(yīng)。歷史擬合采用集合卡爾曼濾波方法進(jìn)行擬合(圖1.14)，可以在每個(gè)步長進(jìn)行邊擬合邊預(yù)測，同時(shí)可以根據(jù)預(yù)測的成果對(duì)模型不斷進(jìn)行調(diào)整

10、，擬合流程是在初始時(shí)刻t0，由狀態(tài)向量S的先驗(yàn)信息生成S的一系列實(shí)現(xiàn)S1，S2，Sn。對(duì)每一次實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用預(yù)測模型得到下一時(shí)刻t1的預(yù)報(bào)。整合t1時(shí)刻的觀測值和預(yù)報(bào)值，通過數(shù)據(jù)同化更新該時(shí)刻的狀態(tài)向量，優(yōu)化對(duì)狀態(tài)向量的估計(jì)。反復(fù)進(jìn)行這個(gè)迭代過程，就可以得到更精確的預(yù)測結(jié)果（圖1.15）。圖1.13 多段井模型對(duì)井筒進(jìn)行離散圖1.14 集合卡爾曼濾波理論流程圖1.15 某煤層氣藏產(chǎn)量擬合成果根據(jù)離散裂縫建模及基質(zhì)建模成果，在三維空間內(nèi)生成四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格系統(tǒng)，計(jì)算基質(zhì)-基質(zhì)、裂縫-基質(zhì)、裂縫-裂縫網(wǎng)格之間的傳導(dǎo)率，通過基于聯(lián)通表（Connection List）的數(shù)值模擬進(jìn)行精細(xì)的流動(dòng)數(shù)值模擬。

11、基于復(fù)雜裂縫分布約束下的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，具備大型非結(jié)構(gòu)、非線性系統(tǒng)的高效求解，可以考慮天然及人工壓裂裂縫精細(xì)描述的數(shù)值模擬，也考慮到低滲及超低滲基質(zhì)中的非線性滲流，可以在任意形態(tài)及相互位置關(guān)系下，計(jì)算多面體網(wǎng)格之間的傳導(dǎo)率，計(jì)算平板及管道流動(dòng)裂縫等效滲透率，同時(shí)，基于聯(lián)通表的油藏?cái)?shù)值模擬也兼容傳統(tǒng)的雙孔雙滲模型。針對(duì)非常規(guī)油氣藏的復(fù)雜流動(dòng)機(jī)理及特殊開采方式，特別是煤層中大規(guī)模的構(gòu)造裂縫、壓裂裂縫，以及頁巖氣藏中天然-壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的離散建模及精細(xì)模擬時(shí)，采用水平井的多段壓裂-微地震描述及改造體積（SRV）技術(shù)，應(yīng)用多段井模型模擬羽狀、魚骨狀等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層氣井，考慮吸附/解吸、擴(kuò)散、達(dá)西及非達(dá)西滲

12、流等多種復(fù)雜機(jī)理的煤層氣及頁巖氣藏進(jìn)行數(shù)值模擬，具有非常規(guī)油氣藏的產(chǎn)能規(guī)律和影響因素敏感性分析，可以為非常規(guī)油氣藏開發(fā)方案的制定提供強(qiáng)大的定量支持，能夠基于數(shù)值模擬及壓裂評(píng)估的頁巖氣高效開發(fā)生產(chǎn)控制條件進(jìn)行優(yōu)化。1.4 一體化裂縫油藏地質(zhì)建模及數(shù)值模擬最新進(jìn)展及應(yīng)用1) 根據(jù)微地震偵測的不同層段和不同時(shí)期的壓裂裂縫，按照低、中、高三種密度分別生成的離散裂縫模型（圖1.16）。2) 考慮天然及壓裂裂縫的頁巖氣數(shù)值模擬及產(chǎn)能分析（圖1.17）。3) 吸附-解析曲線及歷史擬合。歷史擬合采用擴(kuò)展的蘭格繆爾等溫曲線模擬吸附-解吸效應(yīng)，同時(shí)考慮地應(yīng)力變化對(duì)孔隙度和滲透率的影響，根據(jù)低、中、高三種密度分別生

13、成離散裂縫模型進(jìn)行數(shù)值模擬和歷史擬合（圖18、圖19）。4) 煤層氣藏多分支水平開采的數(shù)值模擬成果（圖1.20）。5) 碳酸鹽巖的油藏?cái)?shù)值模擬成果（圖1.21）。圖1.16 微地震偵測生成的離散裂縫模型圖1.17 頁巖氣數(shù)值模擬及產(chǎn)能分析流程圖1.18 頁巖氣吸附/解吸曲線及煤層氣的對(duì)比圖1.19 頁巖氣產(chǎn)能預(yù)測及歷史擬合圖1.20 煤層氣藏多分支水平井開采的數(shù)值模擬成果圖1.21 碳酸鹽巖的油藏?cái)?shù)值模擬成果第二章 致密砂巖氣藏?cái)?shù)值模擬研究2.1 解決問題的方法根據(jù)生產(chǎn)、測試資料，壓裂生產(chǎn)井的井區(qū)滲透性能在生產(chǎn)過程中動(dòng)態(tài)變化，且隨地層壓力呈一定規(guī)律變化。在同一地區(qū)和儲(chǔ)層條件，各井的滲透率變化規(guī)

14、律是類似的。如圖2.1所示。圖2.1 滲透率曲線圖參考致密儲(chǔ)層的相關(guān)資料，在生產(chǎn)、測試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立典型井的滲透率變化曲線，應(yīng)用ECLIPSE數(shù)模軟件的ROCKTAB關(guān)鍵字來描述井區(qū)附近滲透率隨地層壓力降低的變化規(guī)律，然后與主模型耦合進(jìn)行模擬計(jì)算。研究發(fā)現(xiàn)這種方法能夠比較好的反映實(shí)際情況，生產(chǎn)歷史擬合結(jié)果較好。在進(jìn)行方案預(yù)測時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)新井也應(yīng)采用這一方法，計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較短，采收率較低，與實(shí)際情況更符合。因此，提出在進(jìn)行致密氣藏壓裂井的生產(chǎn)歷史擬合時(shí)，可以應(yīng)用數(shù)模軟件提供的特殊功能來描述在生產(chǎn)過程中多因素引發(fā)的儲(chǔ)層滲透率動(dòng)態(tài)變化，從而進(jìn)行開采指標(biāo)計(jì)算。儲(chǔ)層滲透率變化曲線應(yīng)由現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)來

15、提供，這種曲線規(guī)律可以在一定范圍內(nèi)推廣。2.2川西致密砂巖氣藏實(shí)例分析2.2.1 地質(zhì)模型模擬計(jì)算的工區(qū)是川西中深層致密砂巖某氣藏的一試驗(yàn)區(qū)。綜合靜、動(dòng)態(tài)特征可以確定氣藏屬于統(tǒng)一壓力系統(tǒng)背景下受構(gòu)造巖性圈閉控制的致密異常高壓定容封閉彈性氣驅(qū)干氣藏。根據(jù)儲(chǔ)層、測井、試采和試井等多項(xiàng)研究，得到氣層靜態(tài)地質(zhì)模型:孔隙度、含氣飽和度、有效厚度、滲透率等參數(shù)場的空間分布，天然氣高壓物性、地層水性質(zhì)、相對(duì)滲透率及氣水毛管壓力由實(shí)驗(yàn)分析處理獲得。2.2.2 數(shù)值模型因?yàn)楣^(qū)邊界的不規(guī)則性，主要把工區(qū)邊界作為確定數(shù)值模擬網(wǎng)格形態(tài)的控制線。另外，考慮到氣藏的主滲流方向，來確定網(wǎng)格的方向，從根本上減少模擬計(jì)算誤差

16、。建立40 ×40的非均勻角點(diǎn)數(shù)值模擬網(wǎng)格系統(tǒng)，網(wǎng)格邊界與工區(qū)邊界吻合，網(wǎng)格方向與氣藏主滲方向一致。根據(jù)縱向上的氣層厚度變化建立3D 不規(guī)則角點(diǎn)網(wǎng)格系統(tǒng)，其網(wǎng)格形態(tài)與地質(zhì)構(gòu)造相吻合。這樣，避免模擬網(wǎng)格和實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造的差異，利用網(wǎng)格技術(shù)減少模擬計(jì)算的誤差。分別對(duì)各屬性參數(shù)從精細(xì)的MESH分布粗化到數(shù)模網(wǎng)格上，根據(jù)各屬性參數(shù)的物理意義選擇不同的粗化模型?？紫抖?、厚度、飽和度采用體積加權(quán)的數(shù)值計(jì)算方法，滲透率采用線性流動(dòng)邊界的計(jì)算方法，建立符合氣藏地質(zhì)特征和開發(fā)動(dòng)態(tài)特征規(guī)律的網(wǎng)格數(shù)值模型。如圖2.2為工區(qū)滲透率分布(0.120.26 mD)及井位圖。圖2.2 川西某氣藏實(shí)驗(yàn)區(qū)平面描述圖在所

17、有壓裂井附近網(wǎng)格采用ECLIPSE軟件的ROCKTAB關(guān)鍵字，根據(jù)圖2.1建立地層滲透率的變化模型，然后與主模型ECLIPSE100耦合進(jìn)行模擬計(jì)算。2.2.3 生產(chǎn)歷史擬合根據(jù)上述方法對(duì)主要生產(chǎn)井進(jìn)行了歷史擬合，從擬合結(jié)果來看，氣井實(shí)際生產(chǎn)曲線和模擬計(jì)算結(jié)果基本吻合。如圖2.3所示，如果不考慮井區(qū)附近地層滲透率隨地層壓力的降低，模擬計(jì)算結(jié)果將不能反映井底壓力的快速降低，即儲(chǔ)層滲透性改變對(duì)單井動(dòng)態(tài)的擬合影響較大。因此，采用此方法，生產(chǎn)歷史擬合的誤差較小， 建立的地質(zhì)模型更符合實(shí)際。圖2.3 儲(chǔ)層滲透性改變對(duì)單井動(dòng)態(tài)的擬合影響2.2.4 模擬預(yù)測結(jié)果分析設(shè)計(jì)了不同井距， 不同采氣速度的開發(fā)方案，

18、 并分別進(jìn)行了預(yù)測計(jì)算。所有新井均考慮為加砂壓裂井， 新井的產(chǎn)能預(yù)測也考慮井區(qū)附近地層滲透率的動(dòng)態(tài)變化。由計(jì)算結(jié)果可知， 考慮儲(chǔ)層滲透性改變，生產(chǎn)井產(chǎn)能遞減快， 氣藏穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較短， 預(yù)測的產(chǎn)氣量和累積產(chǎn)氣量較低， 采收率較低， 與實(shí)際情況更符合， 而且考慮儲(chǔ)層滲透性改變和不考慮儲(chǔ)層滲透性改變對(duì)開采指標(biāo)的計(jì)算影響較大， 不能忽略。圖2.4 氣藏采氣速度與穩(wěn)產(chǎn)年限的關(guān)系圖圖2.4為其中一套井網(wǎng)方案的氣藏采氣速度與穩(wěn)產(chǎn)年限的關(guān)系，由圖可見儲(chǔ)層滲透性改變對(duì)穩(wěn)產(chǎn)年限的影響較大，考慮井區(qū)附近地層滲透率隨地層壓力的降低， 更能正確預(yù)測氣藏動(dòng)態(tài)，為決策提供依據(jù)。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，應(yīng)該調(diào)整部分氣井的生產(chǎn)制度，適當(dāng)降

19、低配產(chǎn)，避免壓力漏斗過深造成裂縫閉合、水敏等儲(chǔ)層傷害，實(shí)現(xiàn)氣藏高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。2.3 結(jié)論川西致密砂巖氣藏具有常規(guī)氣藏不具有的特征：孔滲性差、儲(chǔ)層敏感性等，在生產(chǎn)過程中隨地層壓力的降低，裂縫閉合、水敏效應(yīng)等因素引發(fā)井附近儲(chǔ)層的滲透性能隨地層壓力的變化不能忽略，而常規(guī)數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)是假定儲(chǔ)層孔隙度、滲透率為靜態(tài)模型，導(dǎo)致常常不能正確描述儲(chǔ)層真實(shí)滲流狀況，因此不能合理有效的進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合和動(dòng)態(tài)預(yù)測。考慮井區(qū)附近地層滲透率隨地層壓力的降低，對(duì)開采指標(biāo)計(jì)算具有明顯影響，其生產(chǎn)歷史擬合和動(dòng)態(tài)預(yù)測更加符合實(shí)際。第三章 致密低滲氣藏壓裂水平井?dāng)?shù)值模擬利用壓裂水平井開發(fā)致密低滲氣藏能有效減小生產(chǎn)壓差，提高開發(fā)動(dòng)

20、用程度和采收率。但由于致密低滲氣藏壓裂投產(chǎn)后，裂縫的閉合以及儲(chǔ)層應(yīng)力敏感等問題，在開發(fā)過程中如何進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測，仍有待于進(jìn)一步研究。筆者在致密低滲氣藏模型基礎(chǔ)上，對(duì)多段壓裂水平井進(jìn)行開發(fā)歷史擬合，并對(duì)應(yīng)力敏感與裂縫閉合對(duì)開發(fā)效果的影響進(jìn)行分析。3.1 壓裂水平井?dāng)?shù)值模擬3.1.1 單井?dāng)?shù)值模型的建立根據(jù)氣田的地質(zhì)特征、儲(chǔ)層特征及流體性質(zhì)，采用三維兩相黑油模型進(jìn)行模擬計(jì)算。研究目標(biāo)是單井壓裂水平井，因此采用Eclipse 軟件的雙孔雙滲模型，用塊中心網(wǎng)格來描述單井的網(wǎng)格模型。D 井水平井裸眼井段為800m，但由于鉆遇率較低（65%左右），同時(shí)儲(chǔ)層存在污染，不能自然建產(chǎn)，因此進(jìn)行了分段壓裂，共壓裂4

21、段，設(shè)計(jì)縫長60m。利用Eclipse軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，基質(zhì)網(wǎng)格屬性模型根據(jù)測井解釋結(jié)果建立，裂縫網(wǎng)格屬性根據(jù)壓裂層位、加砂量等分析設(shè)定初值。該模型的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為：100×100×5=50000，X方向網(wǎng)格大小為10m，Y方向網(wǎng)格按照鉆遇的水平井解釋層段建立；Z方向網(wǎng)格大小為2m（圖3.1）。近井部位以及壓裂層段，網(wǎng)格進(jìn)行局部加密。圖3.1 D井單井三維地質(zhì)模型模擬所應(yīng)用的儲(chǔ)層流體參數(shù)均來自該氣田高壓物性實(shí)驗(yàn)測試報(bào)告，氣相的高壓物性曲線見圖3.2。在建立數(shù)值模型過程中，考慮了儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感，詳細(xì)應(yīng)力敏感數(shù)據(jù)來自巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（圖3.3）。按井距的一半設(shè)定泄氣范圍，以此來確定單井

22、的控制范圍。圖3.2 氣體高壓物性曲線圖3.3 應(yīng)力敏感曲線3.1.2 開發(fā)動(dòng)態(tài)歷史擬合數(shù)值模擬的生產(chǎn)歷史擬合是通過對(duì)地質(zhì)模型的調(diào)整，得到更符合實(shí)際情況的數(shù)學(xué)模型，以提高方案預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。本次單井歷史擬合主要是在產(chǎn)量一定的條件下，擬合井底壓力和產(chǎn)水。目標(biāo)井底壓力利用井口油壓數(shù)據(jù)通過井筒壓力計(jì)算得到。擬合中考慮了應(yīng)力敏感及壓裂裂縫的閉合，達(dá)到了較好的擬合效果（圖3.4）。在此擬合地質(zhì)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行氣藏動(dòng)態(tài)預(yù)測能反映氣藏開發(fā)的實(shí)際情況。圖3.4 D井產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、井底流壓歷史擬合曲線3.2 儲(chǔ)層應(yīng)力敏感對(duì)開發(fā)動(dòng)態(tài)的影響儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感通常是在實(shí)驗(yàn)室利用巖心實(shí)驗(yàn)得到，而實(shí)際上，由于巖石類別、儲(chǔ)層物性的不同，所得到的結(jié)果千差萬別。筆者在上述壓裂水平井模型的基礎(chǔ)上，按照強(qiáng)、中、弱3 種應(yīng)力敏感程度和4 個(gè)采氣速度情況設(shè)計(jì)12 套方案，分析其對(duì)開發(fā)動(dòng)態(tài)的影響，結(jié)果見表3.1。從預(yù)測結(jié)果可以看出，應(yīng)力敏感對(duì)開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)影響很大，在采氣速度為5% 的情況下，強(qiáng)、中、弱3 種應(yīng)力敏感程度對(duì)應(yīng)的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間分別為1.3 年、2.8 年和4.1 年，采收率分別為34.9%、41.2% 和45%，應(yīng)力敏感的存在使氣田的開發(fā)效果明顯變差。因此，如何把應(yīng)力敏感對(duì)開發(fā)