頁(yè)巖氣儲(chǔ)層人工裂縫優(yōu)化及滲流規(guī)律研究.pdf

1、頁(yè)巖儲(chǔ)層是典型的低孔、低滲的致密儲(chǔ)層，需要采取壓裂改造技術(shù)才能獲得有效產(chǎn)能。本文以延長(zhǎng)組長(zhǎng)7頁(yè)巖為研究目標(biāo)，在綜合考慮儲(chǔ)層特征、氣體賦存狀態(tài)和水力壓裂技術(shù)基礎(chǔ)上，建立了考慮頁(yè)巖氣多尺度流動(dòng)形式的離散裂縫模型，探究了壓裂后頁(yè)巖氣儲(chǔ)層滲流規(guī)律。同時(shí)，運(yùn)用數(shù)值試驗(yàn)的方法對(duì)裂縫參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得了人工裂縫、天然裂縫和基質(zhì)的最優(yōu)溝通關(guān)系，并通過(guò)室內(nèi)裂縫滲透率測(cè)定試驗(yàn)驗(yàn)證了最優(yōu)關(guān)系及模型建立的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明：長(zhǎng)7頁(yè)巖主要孔隙類(lèi)型包括晶間孔、溶

2、蝕孔、有機(jī)質(zhì)孔、基質(zhì)邊緣孔和微裂縫，普遍發(fā)育高角度和低角度裂縫；孔隙半徑主要分布范圍廣0~40μm，最小孔隙和裂縫尺度達(dá)到了納米、微米級(jí)，平均孔隙度1.8％，平均滲透率7.8×10-6μm2，孔隙度小，滲透率極低，二者呈明顯的負(fù)相關(guān)且相關(guān)性較差，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)較差，非均質(zhì)性較強(qiáng)；根據(jù)頁(yè)巖孔隙特征及氣體流動(dòng)狀態(tài)，可將整個(gè)頁(yè)巖氣滲流過(guò)程分為基質(zhì)表面的解析，微孔到大孔和微裂縫的擴(kuò)散，以及在井筒附近、微裂縫以及人工裂縫中的達(dá)西流動(dòng)三個(gè)過(guò)程。數(shù)值模

3、擬結(jié)果表明，當(dāng)人工裂縫與天然裂縫夾角75°時(shí)溝通最優(yōu)。以此為優(yōu)化基礎(chǔ)，在給定的人工裂縫參數(shù)研究范圍內(nèi)對(duì)其優(yōu)化并得出當(dāng)人工裂縫長(zhǎng)度為230m，縫寬7mm，裂縫間距120~140m，裂縫條數(shù)為3時(shí)，人工裂縫與天然裂縫、基質(zhì)溝通最優(yōu)。同時(shí)，對(duì)基質(zhì)系統(tǒng)和天然裂縫系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化得出：天然裂縫長(zhǎng)度為70m，裂縫條數(shù)為4或5，裂縫間距為70m，沿著儲(chǔ)層寬度方向改造儲(chǔ)層改造比220:400，基質(zhì)系統(tǒng)滲透率為1.686×10-2mD時(shí)，人工裂縫與基質(zhì)、天然