低滲透油藏采油研究開題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告低滲透油藏采油研究姓名：學(xué)號：性別：專 業(yè):批次：電子郵箱：聯(lián)系方式：學(xué)習(xí)中心：指導(dǎo)教師：20XX年X月XX日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告論文題目 低滲透油藏采油技術(shù)研究一、選題目的和意義1.1課題的目的和意義目前，低滲透油藏在我國已探明的原油地質(zhì)儲(chǔ)量中所占的比例越來越大。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，截至2008年底，全國累計(jì)探明低滲透石油地質(zhì)儲(chǔ)量141億噸，低滲透天然氣儲(chǔ)量4.1萬億立方米，可采儲(chǔ)量2.37萬億立方米。低滲透油氣的地質(zhì)儲(chǔ)量分別占全國石油儲(chǔ)量的49.2%,天然氣儲(chǔ)量的63.6%。近年來新增探明儲(chǔ)量低滲透占70%［1］。從已開發(fā)狀況來看，大量探明的低滲透資源難以動(dòng)用，采收率很低。如何動(dòng)用和開發(fā)好低滲透油田，提高產(chǎn)量、增大經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前我們面臨的重要任務(wù)。加快低滲儲(chǔ)量的動(dòng)用，改善低滲油田的開發(fā)效果，對于東部老油田低滲區(qū)塊挖潛和新發(fā)現(xiàn)低滲油藏的高效開發(fā)都具有十分重要的意義。低滲透油田具有滲透率低、儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、自然能量補(bǔ)給差等特點(diǎn)，因此只有加強(qiáng)對低滲透油氣藏滲流機(jī)理研究，不斷提高低滲透油氣田開發(fā)水平，加深對低滲透油田的了解和認(rèn)識，才能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，也是當(dāng)今石油工作者面臨的重要課題。水力壓裂是油田增產(chǎn)、增注，保持油田穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)重要工藝技術(shù)。它利用液體傳導(dǎo)壓力的性能，在地面利用高壓泵組，以大于地層吸收能力的排量將高粘度液體泵入井中， 在井底憋起高壓，此壓力超過油層的地應(yīng)力和巖石抗張強(qiáng)度，在地層產(chǎn)生裂縫，然后將帶有支撐劑的攜砂液注入裂縫，使得裂縫邊得到延伸，并得到支撐，在油層形成了具有一定寬度的高滲透填砂裂縫。由于這個(gè)裂縫擴(kuò)大了油氣流動(dòng)通道，改變了流動(dòng)方式，降低了滲流阻力，可起到增產(chǎn)增注作用。這一施工過程稱之為油層水力壓裂［2］。水力壓裂包括理論力學(xué)、材料力學(xué)、熱化學(xué)、高分子化學(xué)、機(jī)械制造等多個(gè)學(xué)科。作為一種重要的增儲(chǔ)增產(chǎn)方法，水力壓裂得到了越來越多的應(yīng)用。壓裂的成效和壓裂的方式對低滲油田的開發(fā)效果關(guān)系重大。 為了經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)低滲油田，為今后的井網(wǎng)布置和壓裂施工提供理論根據(jù)，有必要研究水力裂縫對油田滲流規(guī)律的影響， 全面研究水力裂縫對壓裂的采油井產(chǎn)量、采收率等的影響，以便優(yōu)選出適合具體油田的水力裂縫參數(shù)和壓裂規(guī)模，包括優(yōu)選出較好的裂縫長度、導(dǎo)流能力、井距等參數(shù)，為井網(wǎng)布置和調(diào)整提供參考，為低滲透油田的高效開發(fā)和科學(xué)決策提供理論依據(jù)。1.2低滲透油藏研究現(xiàn)狀低滲透油田的開發(fā)已經(jīng)有很長的歷史了。從 1871年美國發(fā)現(xiàn)著名的勃萊德油田起，至今已有130多年了。中國對低滲透油氣藏勘探開發(fā)也已經(jīng)歷了100年的漫長歷程。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)低滲透油藏流體在低滲透多孔介質(zhì)（如細(xì)粒粘性土層低滲透油氣藏等）中滲流時(shí)，壓力梯度必須大于某個(gè)數(shù)值后才能流動(dòng)。 H.刃.布茲列夫斯基在1924年發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)壓力梯度［3］。1951年，弗洛林［5］指出，當(dāng)壓力梯度較小時(shí)，由于巖石固體顆粒表面分子的表面作用力，束縛水在狹窄的孔隙中被俘留而不流動(dòng)， 并且因此妨礙了大孔隙中自由水的流動(dòng)。只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓力梯度增加到某個(gè)壓力梯度值后，破壞了束縛水的堵塞，水才開始流動(dòng)。典型的非達(dá)西滲流曲線為：Fig1-1Low-velocitynon-Darcyflowingcurve如上圖所示，當(dāng)壓力梯度小于圖中A點(diǎn)時(shí)，流體不流動(dòng)。壓力梯度在A到C之間時(shí)，流體流動(dòng)曲線呈近似指數(shù)關(guān)系變化［4］。當(dāng)壓力梯度大于C點(diǎn)后，流動(dòng)成線性關(guān)系，即圖中的EF段。反向延長EF,與壓力梯度坐標(biāo)軸相交于點(diǎn)B。圖中的AB、C點(diǎn)所對應(yīng)的壓力梯度分別稱為最小啟動(dòng)壓力梯度、擬啟動(dòng)壓力梯度和最大啟動(dòng)壓力梯度。1961年，Collins⑹等對非達(dá)西高速滲流進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并給出雷諾數(shù)的大小，用以判斷介質(zhì)中流體的運(yùn)動(dòng)型態(tài)。1963年，米勒等人⑺對帶有啟動(dòng)壓力梯度粘土中水的滲流問題進(jìn)行了研究。1977年，馬爾哈辛問從微觀結(jié)構(gòu)角度對啟動(dòng)壓力梯度產(chǎn)生的機(jī)理作了說明。1980年，帕斯卡［9］等人應(yīng)用有限差分法求解考慮啟動(dòng)壓力梯度的巖土工程固結(jié)問題。我國對低滲透油藏的研究開展于二十世紀(jì)八十年代，迄今已經(jīng)取得了很多的理論成果，并在實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用。1983年，閻慶來等人［10,11］通過實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了低滲透油層中單相和油水兩相滲流的滲流規(guī)律，認(rèn)為在較低滲流速度下為非達(dá)西滲流，滲流曲線存在非線性段，滲透率越低，非線性段延伸越長，曲線曲率越小，啟動(dòng)壓力梯度值越大；在較高滲流速度下為具有啟動(dòng)壓力梯度的擬線性滲流。低滲透油層中油水兩相滲流，油水過渡帶比高滲透層要長，滲透率越低，過渡帶越長，這與高滲透油層不同，也說明低滲透油層中油水兩相滲流規(guī)律與高滲透層不同。1984年，葛家理［12］等人對低速非達(dá)西滲流規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了力學(xué)判據(jù)。1996-1997年，程時(shí)清［13,14］提供了基于Gringarten圖版的有效井徑模型解和相應(yīng)的典型曲線圖版，討論了定壓生產(chǎn)的流量解，同時(shí)建立了油水兩相分別具有啟動(dòng)壓力梯度的驅(qū)替問題的達(dá)西定律，獲得了基于Bucklye-Leverct理論的解析解、開發(fā)指標(biāo)計(jì)算公式，并進(jìn)行了數(shù)值模擬。1997年，黃延章等人總結(jié)并給出了低滲透油層中油水滲流的基本特征。對于不同的啟動(dòng)壓力梯度，存在不同的滲流曲線。當(dāng)壓力梯度較低時(shí)，滲流曲線呈下凹型非達(dá)西滲流曲線；當(dāng)壓力梯度較大時(shí)，滲流速度呈直線增加，直線段的延伸與壓力梯度軸的交點(diǎn)稱為擬啟動(dòng)壓力梯度。黃延章還提出了滲流流體的新概念。 他認(rèn)為孔隙中的流體分為邊界層流體和體相流體。兩種流體具有不同的性質(zhì)。1998年，葛家理、同登科提出了低滲透分形油層含啟動(dòng)壓力梯度的解析解。2000年，姚約東和葛家理研究了低速滲流條件下的非線性滲流問題。他們認(rèn)為在低速滲流條件下，滲流速度與壓力梯度滿足三次方非線性運(yùn)動(dòng)方程。在此基礎(chǔ)上，他們研究了這種非線性滲流的穩(wěn)定和不穩(wěn)定滲流規(guī)律，建立了不穩(wěn)定試井分析模型，并給出了解析解，繪制了用于試井分析的壓力和壓力導(dǎo)數(shù)曲線， 分析了理論壓力曲線的特征。尚根華對低滲透油層的滲流做了大量的實(shí)驗(yàn)工作， 分析了影響低滲低速非達(dá)西滲流規(guī)律的各種因素。九十年代陸續(xù)有許多學(xué)者就低滲透油藏啟動(dòng)壓力梯度的數(shù)值測定、產(chǎn)量公式、壓力傳播公式進(jìn)行了研究。二^一世紀(jì)初，就低速非達(dá)西滲流的產(chǎn)生機(jī)理又有了更進(jìn)一步的認(rèn)識， 但是這些認(rèn)識基本集中在理論層面，還沒有非線性滲流影響因素的規(guī)律性的描述。二、主要研究內(nèi)容2.1主要內(nèi)容由于低滲透油藏本身的開發(fā)難度大，壓裂成本高昂，裂縫對低滲透油藏的滲流環(huán)境影響巨大，對于生產(chǎn)的影響相當(dāng)顯著，必須需要對壓裂后裂縫的作用做一個(gè)全面的研究和描述，并用于指導(dǎo)壓裂和生產(chǎn)。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：綜合考慮根據(jù)低滲透油藏低速非達(dá)西流和裂縫中高速非達(dá)西流動(dòng)，建立了相對統(tǒng)一的綜合三維兩相滲流模型。采用五點(diǎn)法井網(wǎng)的四分之一作為一個(gè)研究單元。對于流體在地層中的流動(dòng)，由于滲透率較低，考慮了油相的啟動(dòng)壓力梯度，研究了不同啟動(dòng)壓力梯度下的生產(chǎn)特征。同時(shí)，模擬了不同地層滲透率下的井組生產(chǎn)情況。 通過等值滲流阻力法，對地層和裂縫采用相同的網(wǎng)格系統(tǒng)。以雷諾數(shù)為基準(zhǔn)，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的裂縫中滲流仍滿足高速非達(dá)西流時(shí)，按照Forchheimer方程求解裂縫內(nèi)部的滲流速度，否則按照達(dá)西公式計(jì)算。本文通過改變裂縫所在的網(wǎng)格位置，改變裂縫方位，考查了不同裂縫方位對滲流規(guī)律的影響。同時(shí)研究了不同裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力、不同裂縫導(dǎo)流能力衰減系數(shù)的影響。差分后油藏模型為七對角方程組，采用IMPES方法處理，以超松弛迭代法迭代求解出網(wǎng)格壓力后，再回代解出飽和度。2.2創(chuàng)新點(diǎn)綜合考慮了低滲透油藏中的啟動(dòng)壓力梯度和裂縫中的高速非達(dá)西流，并根據(jù)條件自動(dòng)確定裂縫中的流動(dòng)形式?？紤]了裂縫方位對滲流規(guī)律的影響，為壓裂設(shè)計(jì)和壓后生產(chǎn)提供了依據(jù)。參考文獻(xiàn)奚震.低滲透油氣藏將成為儲(chǔ)量增長主體[N].中國石化報(bào),2009-04-28(005)Wikipedia.Hydraulicfracturing[EB/OL].http://e/wiki/Hydraulicfracture.2010-04-06馮文光.非線性低速滲流的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展J].石油勘探與開發(fā),1986,13(2):101~103黃延章.低滲透油層滲流機(jī)理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998,1?20郭永存,曾清紅,王仲勛.動(dòng)邊界低滲透油藏的無網(wǎng)格方法數(shù)值模擬[J].工程力學(xué),2006,23(1):288~293⑹R.E.Collins,FlowofFluidsthroughPorousMaterials[M].NewYork:ReinholdPub.Corp.,,1961Miller.R.J.et al.Threshold gradientfor waterflowinclaysystem,Proc[J].Soil.Sci.Soc.Am.,1963,27:606?609馬爾哈辛著，李殿文譯.油層物理化學(xué)機(jī)理[M].北京:石油工業(yè)出版社，1987,1?50Pascal.F. ,etal.ConsolidationwithThresholdGradient[J].Inter.J.forNumericalandAnalyticalMethodsinGeomechanics.,1980,5:247?261閻慶來.單相均質(zhì)液體低速滲流機(jī)理及流動(dòng)規(guī)律[C].第二屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:科學(xué)出版社,1983閻慶來.低滲透油層中單相液體滲流特征的實(shí)驗(yàn)研究[J].西安石油學(xué)院院報(bào)，1990,5(2):1?6葛家理.非線性滲流力學(xué)研究進(jìn)展[J].力學(xué)進(jìn)展,1984,14(4):432 ?4