基于非线性渗流的低渗裂缝性油藏数值模拟研究

作     者：张化强 

作者单位：中国石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李爱芬

授予年度：2011年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：低渗裂缝性油藏 非线性渗流 最小启动压力梯度 拟启动压力梯度 应力敏感性 数值模拟 

摘      要：我国近几年探明的地质储量中低渗透储量比例越来越高。由于裂缝发育及分布的复杂性以及低渗介质中渗流的非线性,使低渗透油田开发比较困难,储量动用程度低,开发效果不理想。因此,考虑非线性渗流的影响研究低渗裂缝性油藏的数值模拟技术,对于进一步经济有效地开发好这类油田具有非常重要的意义。 本文首先根据课题组早期的实验数据研究了低渗透油藏中油水两相的渗流规律。研究表明:低渗介质中的渗流为非线性渗流,其特征参数主要有最小启动压力梯度、拟启动压力梯度和拟渗透率;对于油水两相渗流,最小启动压力梯度随含水饱和度增加而减小,拟启动压力梯度随含水饱和度增加先增大后减小,而拟渗透率的定义使低渗油藏的相渗曲线与中高渗油藏不同。 通过引入最小启动压力梯度和拟启动压力梯度得到了物理意义明确的非线性渗流连续模型,以此为基础建立了低渗裂缝性油藏二维油水两相渗流数学模型,然后使用全隐式方法对该模型进行了数值差分求解,并编制了相应的数值模拟程序,最后应用该程序研究了低渗裂缝性油藏开发的影响因素。结果表明:低渗基质系统中油水两相的最小启动压力梯度比拟启动压力梯度对产油量的影响显著,这主要是因为最小启动压力梯度的大小直接决定了地层流体的流动与否,而拟启动压力梯度的大小只是影响了地层流体的流动能力。这两个启动压力梯度的值越小,地层中的渗流越接近达西渗流,就越有利于低渗裂缝性油藏的开发。裂缝系统的应力敏感性对产量有一定影响,裂缝系统渗透率的恢复性越差油井产量越低;但是与启动压力梯度变化对产量的影响相比,应力敏感系数的变化对产量的影响较小。注采井距和生产压差等因素对产量的影响,最终还是要取决于基质系统和裂缝系统本身的性质;要根据油藏本身性质确定合理的注采井距和生产压差以充分利用低渗裂缝性油藏的渗流特性,才能经济有效地开发好此类油藏。