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基于离散裂缝网络模型的深部花岗岩热储地热资源产能评估——以山东文登花岗岩体3003.17m地热探井为例

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中国地质 2023年

作者：江海洋曹艳玲刘连康凤新崔素郭亮亮孙哲太原理工大学水利科学与工程学院中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院山东省富铁矿勘查技术开发工程实验室山东省地质矿产勘查开发局山东省第一地质矿产勘查院

【研究目的】为评估深部花岗岩热储地热资源开采潜力，【研究方法】基于山东半岛文登岩体地质勘查、深井测温、岩石力学及热物性测试等成果，建立了深部花岗岩热储地热资源离散裂缝网络水力压裂模型，模拟了目标储层改造后形成的多种热... 详细信息

【研究目的】为评估深部花岗岩热储地热资源开采潜力，【研究方法】基于山东半岛文登岩体地质勘查、深井测温、岩石力学及热物性测试等成果，建立了深部花岗岩热储地热资源离散裂缝网络水力压裂模型，模拟了目标储层改造后形成的多种热储规模。基于压裂结果，利用TOUGH2-EOS1-MINC建立了缝网热储渗流-传热耦合数值模型。研究了裂缝间距、布井模式和注水速率对产能动态的影响。【研究结果】结果表明：深部地热开采中，选择具有应力遮挡的天然裂缝储层作为目标储层时，应保持较大井间距，且不宜选择天然裂缝过度发育的储层。对于大规模热储，五井开采模式和三井开采模式的各性能指标变化规律相似，但变化幅度不同；压力指标比温度指标对布井模式更为敏感。同一储层采用五井模式的发电量比三井模式略有提高。【结论】在选择目标储层时，应优选天然裂缝适中、地应力遮挡高的高温储层。然后注入大量压裂液进行压裂改造，使热储尽可能沿水平方向延伸。若改造后热储规模很大，建议采用五井开采模式，但要考虑工程整体的经济效益。

关键词：离散裂缝花岗岩热储储层改造产能评估地热勘查工程文登花岗岩体山东半岛

多因素约束下的致密砂岩气藏离散裂缝特征及地质模型研究

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中国石油大学学报（自然科学版） 2016年第1期40卷 18-26页

作者：冯建伟昌伦杰孙致学赵力彬吴永平郑欣孟凡超中国石油大学地球科学与技术学院山东青岛266580 中石油塔里木油田勘探开发研究院新疆库尔勒841000

根据地震、测井、野外、岩心和薄片观察解释结果,从断裂成因机制出发,围绕天山前KX气藏开发需要,重新划分裂缝类型,界定尺度范围,划分裂缝期次,建立裂缝发育地质模式;分析构造、沉积、开发与裂缝参数的相关性,优选裂缝发育主控因素,采用... 详细信息

根据地震、测井、野外、岩心和薄片观察解释结果,从断裂成因机制出发,围绕天山前KX气藏开发需要,重新划分裂缝类型,界定尺度范围,划分裂缝期次,建立裂缝发育地质模式;分析构造、沉积、开发与裂缝参数的相关性,优选裂缝发育主控因素,采用'熵权赋值法'构建三维裂缝发育强度地质模型;采用确定法、序贯高斯插值法建立大、中、小尺度缝离散模型,最终构建气藏裂缝属性模型。结果表明:山前KX地区致密砂岩构造裂缝系统具有明显的多尺度性、期次性和多样性,它们符合断层-褶皱-裂缝共生演化系统;多因素权重约束下的多尺度建模方法适合于致密砂岩DFN裂缝模型建立,断层、大裂缝适合优选确定性建模方法,中、小尺度裂缝适合优选序贯高斯模拟方法,地质模型与实际井点数据和开发动态数据吻合度高,可直接应用于双介质渗流数值模拟和气藏防水方案的优化。

关键词：多重因素致密砂岩离散裂缝储层地质模型

具有离散裂缝空间分布的二维固体中地震波传播的有限差分模拟

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地球物理学报 2006年第1期49卷 180-188页

作者：刘恩儒岳建华刘彦中国矿业大学地球物理系衡阳师范学院计算机系

结合有限差分方法和等效介质理论,模拟了离散分布裂缝介质中地震波的传播.基于等效介质理论,利用二维有限差分实现封闭裂缝的离散分布;裂缝可以处理成固体岩石中的高度柔性界面,并可以用线性滑动或者位移间断模型进行裂缝的物理描述.对... 详细信息

结合有限差分方法和等效介质理论,模拟了离散分布裂缝介质中地震波的传播.基于等效介质理论,利用二维有限差分实现封闭裂缝的离散分布;裂缝可以处理成固体岩石中的高度柔性界面,并可以用线性滑动或者位移间断模型进行裂缝的物理描述.对于含有多组裂隙的破裂固体,其有效柔度可以认为是固体骨架背景柔度和裂缝附加柔度之和.在一阶近似条件下,固体骨架和裂缝参数可以通过有效各向异性系数联系起来,有效各向异性系数决定了各向异性(裂缝效应)对于地震波传播的影响.通过与射线理论方法的对比检验,说明本文提出的模拟方法的有效性,并通过几个数值算例说明本方法可有效模拟不同的裂缝分布效应.结果表明,即使在裂缝密度很小的情况下,具有相同裂缝密度的不同的空间分布可以产生不同的波场特征.同时,也验证了不同裂缝尺度对波长的不同影响,以及裂缝尺度具有幂率分布(分形)时,尺度对波场的影响.最后得出结论:在运用建立在等效介质理论基础上的地震各向异性概念来描述裂缝固体的特征时,要倍加小心,等效介质理论中尚未合理处理的裂缝尺度和空间分布对波的传播特征具有重要的影响.

关键词：有限差分模拟等效介质理论离散裂缝地震各向异性波场

分形离散裂缝页岩气藏多级压裂水平井数值试井模型

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中国石油大学学报（自然科学版） 2020年第3期44卷 98-104页

作者：吴明录丁明才中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

基于分形理论,考虑天然裂缝的长度、方向、中心位置、开度等分布规律建立分形离散裂缝网络模型,并在此基础上建立多级压裂水平井试井模型。采用有限差分和嵌入式离散裂缝相结合的方法求解该模型,得到水平井的压力响应及其影响规律。结... 详细信息

基于分形理论,考虑天然裂缝的长度、方向、中心位置、开度等分布规律建立分形离散裂缝网络模型,并在此基础上建立多级压裂水平井试井模型。采用有限差分和嵌入式离散裂缝相结合的方法求解该模型,得到水平井的压力响应及其影响规律。结果表明:裂缝密度、分形维数、裂缝主发育方向和Fisher常数等参数能够较好地控制试井曲线形态;裂缝密度、中心维数和长度维数决定裂缝的数量,裂缝密度和中心维数越大(或长度维数越小),裂缝总数越多,水平井的双重介质特征越显著,即中期拟压力导数下凹越明显;裂缝主发育方向和Fisher常数决定裂缝的走向及其一致性程度,Fisher常数越大,裂缝的方向越一致,渗流时有效渗流面积越小,则晚期拟压力导数曲线越高;Langmuir吸附体积和吸附压力对试井曲线也具有一定的影响,二者越大,中期和晚期拟压力和拟压力导数曲线整体越低。

关键词：水平井数值试井多级压裂页岩气离散裂缝分形

基于EnKF的致密气藏离散裂缝模型自动历史拟合

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天然气与石油 2023年第2期41卷 73-79页

作者：廉培庆赵华伟吴双商晓飞段太忠中国石化石油勘探开发研究院北京100083

近年来,离散裂缝模型是描述裂缝水淹的常用模拟模型,但由于涉及的地质和流体参数较多,手动修改参数工作量大、效率低,而自动化历史拟合是提高离散裂缝模型拟合精度的有效方法。以四川须家河组致密气藏为例,建立了基于集合卡尔曼滤波(Ens... 详细信息

近年来,离散裂缝模型是描述裂缝水淹的常用模拟模型,但由于涉及的地质和流体参数较多,手动修改参数工作量大、效率低,而自动化历史拟合是提高离散裂缝模型拟合精度的有效方法。以四川须家河组致密气藏为例,建立了基于集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter,EnKF)的致密气藏离散裂缝模型自动历史拟合方法。将裂缝划分为大、中、小三个级别,大裂缝采用离散裂缝模型,中、小裂缝采用等效介质模型,运用EnKF方法对须家河组X2区块气水生产数据进行了历史拟合,通过自动调整各砂组水体能量和生产井周围孔渗使得生产井的整体拟合符合率达到86%。基于EnKF的离散裂缝自动历史拟合方法为裂缝性致密气藏数值模拟提供了有效借鉴。

关键词：致密气藏离散裂缝集合卡尔曼滤波自动历史拟合

基于离散裂缝模型有水气藏水侵动态数值模拟方法研究——以磨溪气田嘉二气藏为例

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中国科技成果 2023年第19期24卷 41-44页

作者：阮基富袁权陈春艳李相宏肖国梁中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司川中油气矿四川遂宁629001

裂缝型有水气藏气水关系复杂、基质和裂缝渗透率级差大、气水渗流模式复杂,气井产水导致产量递减快、稳产期短,采收率大幅度降低,气田高效开发面临极大挑战.裂缝系统是气藏边底水窜进的主要通道,精细刻画裂缝几何产状,真实模拟裂缝-基... 详细信息

裂缝型有水气藏气水关系复杂、基质和裂缝渗透率级差大、气水渗流模式复杂,气井产水导致产量递减快、稳产期短,采收率大幅度降低,气田高效开发面临极大挑战.裂缝系统是气藏边底水窜进的主要通道,精细刻画裂缝几何产状,真实模拟裂缝-基质双重介质中气水两相渗流机理是认识该类气藏水侵动态特征的核心问题.以磨溪气田嘉二气藏为例,提出了显式表征裂缝系统的离散裂缝模型构建方法,基于离散裂缝模型构建裂缝-基质双重系统内气水两相渗流数学模型并进行数值求解,并探讨裂缝开度、长度、密度及产状对多层气藏水侵动态的影响机制,明确了裂缝型有水气藏水侵水窜规律的主控因素.应用表明,基于离散裂缝模型的气藏水侵动态更符合矿场实际,为深化该类气藏水侵动态认识、优化气井工作制度从而制定针对性治水对策的提供理论依据.

关键词：有水气藏离散裂缝水侵动态数值模拟磨溪气田

基于微地震离散裂缝与自动历史拟合的数值模拟

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特种油气藏 2021年第3期28卷 62-68页

作者：屈雪峰谢启超兰正凯赵国玺中国石油长庆油田分公司陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程重点实验室陕西西安710018 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430000 南京特雷西能源科技有限公司江苏南京210000

针对复杂缝网精细刻画、表征复杂,数值模拟历史拟合繁琐、不确定性强,导致非常规储层实现精准数值模拟难度大的问题,采用微地震复杂缝网反演、离散裂缝方法缝网精细刻画、集合卡曼滤波方法(EnKF)自动拟合技术3种手段形成的综合数值模拟... 详细信息

针对复杂缝网精细刻画、表征复杂,数值模拟历史拟合繁琐、不确定性强,导致非常规储层实现精准数值模拟难度大的问题,采用微地震复杂缝网反演、离散裂缝方法缝网精细刻画、集合卡曼滤波方法(EnKF)自动拟合技术3种手段形成的综合数值模拟技术,对复杂缝网条件下的非常规储层实现精准数值模拟。结果表明:文中提出的复杂缝网反演方法与直接解释所得到的结果相差较小,误差为2%~6%,但文中方法可以直观反映地下人工压裂裂缝分布与延伸状况;建立的基于人工压裂缝网的非结构化网络,可精细表征裂缝的流动;基于EnKF的自动化历史拟合技术可以减小人为拟合误差,提高拟合效率。现场实际应用表明,研究区28口单井日产油拟合产量与实际产量的平均吻合率高达91%,实现油气藏复杂渗流场的精确模拟。该研究可为非常规复杂缝网储层产量预测提供借鉴。

关键词：数值模拟微地震缝网离散裂缝大型水力压裂自动历史拟合

基于微地震离散裂缝与自动历史拟合的精准数值模拟

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特种油气藏 2021年

作者：屈雪峰谢启超兰正凯赵国玺中国石油长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程重点实验室中国地质大学(武汉) 南京特雷西能源科技有限公司

针对复杂缝网精细刻画、表征复杂，数值模拟历史拟合繁琐、不确定性强，导致非常规储层实现精准数值模拟难度大的问题，采用微地震复杂缝网反演、离散裂缝方法缝网精细刻画、集合卡曼滤波方法（EnKF）自动拟合技术3种手段形成的综合数... 详细信息

针对复杂缝网精细刻画、表征复杂，数值模拟历史拟合繁琐、不确定性强，导致非常规储层实现精准数值模拟难度大的问题，采用微地震复杂缝网反演、离散裂缝方法缝网精细刻画、集合卡曼滤波方法（EnKF）自动拟合技术3种手段形成的综合数值模拟技术，对复杂缝网条件下的非常规储层实现精准数值模拟。结果表明：文中提出的复杂缝网反演方法与直接解释所得到的结果相差较小，误差为2%～6%，但文中方法可以直观反映地下人工压裂裂缝分布与延伸状况；建立的基于人工压裂缝网的非结构化网络，可精细表征裂缝的流动；基于EnKF的自动化历史拟合技术可以减小人为拟合误差、提高拟合效率。现场试验表明，研究区28口单井日产油拟合产量与实际产量的平均吻合率高达91%，实现油气藏复杂渗流场的精确模拟。该研究可为非常规复杂缝网储层产量预测提供了借鉴。

关键词：数值模拟微地震缝网离散裂缝大型水力压裂自动历史拟合

基于离散裂缝方法的多段压裂水平井数值试井模型

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油气井测试 2021年第1期30卷 1-8页

作者：沈产量张景皓张璐薛小宝廖新维延长油田股份有限公司杏子川采油厂陕西延安717400 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

传统裂缝试井模型无法准确解释含天然裂缝储层的压力测试资料。基于数值试井理论和离散裂缝方法,建立了考虑复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值试井模型,得到含离散分布的天然裂缝多段压裂水平井瞬态压力数值解。通过该模型,分析了不同... 详细信息

传统裂缝试井模型无法准确解释含天然裂缝储层的压力测试资料。基于数值试井理论和离散裂缝方法,建立了考虑复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值试井模型,得到含离散分布的天然裂缝多段压裂水平井瞬态压力数值解。通过该模型,分析了不同裂缝属性对多段压裂水平井试井曲线特征的影响。为进一步验证模型在实际应用中的可靠性,对吉木萨尔油田JWA井实测压力数据进行试井解释分析。结果表明,含复杂缝网的多段压裂水平井主要有8个流态;压力导数曲线上的“凹子”由天然裂缝对水力裂缝进行流体供给导致。该模型可以更加准确地反映井筒和地层信息,为天然裂缝发育的页岩油藏中多段压裂水平井试井动态解释提供理论指导。

关键词：数值试井试井模型页岩油藏离散裂缝复杂缝网多段压裂水平井试井解释