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煤层气开采流入动态特性研究
作 者: 高秋红
导 师: 李明忠
学 校: 中国石油大学
专 业: 油气田开发工程
关键词: 煤层气 渗流机理 数值模拟 流入动态 典型曲线
分类号: P618.11
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
本文基于大量文献调研分析对比了目前国外主要的煤层气藏孔渗动态模型;详细总结了煤层气藏与常规气藏在地质成因以及储集和开采机理方面的差异;针对煤层气从煤基质表面到井筒产出所经历的解吸、扩散以及渗流这三个复杂的流动过程,选择Shi和Durucan所建立的煤层气藏孔渗动态变化模型——S&D模型,建立了三维、双孔隙、非平衡拟稳态、考虑基质收缩效应、气水两相流体流动的煤层气开采数学模型;使用全隐式方法,并借助Matlab语言编写了源程序,对离散得到的数值模型进行求解;通过对沁水盆地樊庄区块FZ318井的开发动态进行模拟计算,并将计算结果与现场数据进行比较,验证了模型的可靠程度。与此同时,根据沁水盆地的实际地质情况,选取一套基准参数,建立了煤层藏概念模型,利用编制好的煤层气藏数值模拟程序,绘制了开采初期煤层气井流入动态(IPR)曲线,并分析了各个参数对IPR曲线的影响。最后利用所编制的煤层气藏单井数值模拟程序尝试开发了一组能够反映煤层气独特赋存运移机理的煤层气开采典型曲线来模拟煤层气藏的生产动态,为煤层气的开发提供了一种简便、有效的工具。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 第一章 前言 9-16 1.1 研究的目的及意义 9-10 1.2 煤层气研究现状 10-14 1.2.1 煤层气开发利用现状 10-11 1.2.2 煤层气数值模拟研究进展 11-12 1.2.3 煤层孔渗动态模型研究进展 12-14 1.3 主要研究内容及拟解决的关键问题 14 1.4 研究路线 14-16 第二章 煤层气储集和开采机理 16-30 2.1 煤层气藏特征 16-20 2.1.1 煤层孔隙结构 17-19 2.1.2 煤层重要物性参数 19-20 2.2 煤层气的生成机理 20-21 2.3 煤层气的赋存机理 21-23 2.4 煤层气的流动机理 23-27 2.4.1 煤层气的解吸机理 24 2.4.2 煤层气的扩散机理 24-27 2.4.3 煤层气的渗流机理 27 2.5 煤层气的产出机理 27-29 2.6 本章小结 29-30 第三章 煤层气开采特征数值模拟研究 30-56 3.1 数学模型的建立 30-36 3.1.1 基本假设条件 30 3.1.2 裂隙系统气水两相流动方程 30-32 3.1.3 基质系统气体运移方程 32 3.1.4 储层孔渗动态模型 32-34 3.1.5 辅助方程 34-35 3.1.6 定解条件 35 3.1.7 煤层气藏模拟的数学模型 35-36 3.2 数值模型的建立 36-39 3.3 全隐式解法 39-46 3.3.1 全隐式解法原理 39-40 3.3.2 全隐式线性差分方程组的建立 40-46 3.4 全隐式线性差分方程组的求解 46-49 3.5 程序求解框图 49-50 3.6 模型可靠性验证 50-55 3.6.1 樊庄区块地质特征及储层参数确定 50-54 3.6.2 樊庄区块单井生产数值模拟分析 54-55 3.7 本章小结 55-56 第四章 煤层气井流入动态研究 56-63 4.1 煤层气藏概念模型 56-58 4.1.1 地质模型的建立 56-57 4.1.2 煤层气吸附参数 57 4.1.3 其他参数 57-58 4.1.4 模型初始化 58 4.2 煤层气井流入动态曲线绘制方法 58 4.3 煤层气井流入动态影响因素分析 58-62 4.3.1 裂缝渗透率对IPR 曲线的影响 58-59 4.3.2 裂缝孔隙度对IPR 曲线的影响 59 4.3.3 储层面积对IPR 曲线的影响 59-60 4.3.4 储层有效厚度对IPR 曲线的影响 60 4.3.5 解吸时间对IPR 曲线的影响 60-61 4.3.6 Langmuir 体积对IPR 曲线的影响 61 4.3.7 Langmuir 压力对IPR 曲线的影响 61-62 4.4 本章小结 62-63 第五章 煤层气开采典型曲线应用研究 63-76 5.1 无因次变量的确定 63-64 5.2 无因次曲线影响因素分析 64-71 5.2.1 裂缝渗透率对无因次曲线的影响 64-65 5.2.2 裂缝孔隙度对无因次曲线的影响 65 5.2.3 储层面积对无因次曲线的影响 65-66 5.2.4 储层有效厚度对无因次曲线的影响 66-67 5.2.5 初始基质压力对无因次曲线的影响 67 5.2.6 初始裂缝压力对无因次曲线的影响 67-68 5.2.7 解吸时间对无因次曲线的影响 68-69 5.2.8 井底压力对无因次曲线的影响 69 5.2.9 相渗曲线对无因次曲线的影响 69-71 5.3 煤层气开采典型曲线建立 71-72 5.4 煤层气开采典型曲线作用 72 5.4.1 历史拟合 72 5.4.2 动态预测 72 5.5 煤层气开采典型曲线在实际区块中的应用 72-74 5.6 本章小结 74-76 结论 76-77 致谢 77-78 参考文献 78-80
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 矿床学 > 矿床分类 > 燃料矿床 > 煤
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