黎水泉[1]2000年在《弹脆塑性双重孔隙介质油藏流固耦合数值模拟》文中研究说明一.从孔隙度及渗透率的基本定义出发,考虑骨架变形对孔隙度和渗透率的影响,建立了裂缝性双重孔隙介质孔隙度及渗透率与介质变形的关系,即应变孔隙度模型和应变渗透率模型。 二.考虑骨架变形与基质孔隙流体流动及裂隙流动的耦合效应,在传统多组分渗流模型的基础上,建立了双重孔隙介质多相多组分流体的流固耦合渗流理论模型。并在此基础上,经适当简化,得到了本文计算所用的双重孔隙介质三相流体流固耦合渗流模型。 三.首次将弹脆塑性应变软化本构模型引入裂缝性油藏储层介质变形描述。结合广义有效应力原理,并通过引入应力跌落时发生各向同性软化的假定,给出了用广义有效应力表述的弹脆塑性应变软化本构模型及其积分数值格式以及增量型弹脆塑性有限元求解算法。与裂缝性双重孔隙介质流固耦合多相流渗流模型及应变孔隙度模型、应变渗透率模型结合,从而首次建立了考虑弹脆塑性应变软化的裂缝性双重孔隙介质全耦合多相流流固耦合渗流模型。 四.独立开发了弹脆塑性应变软化裂缝性双重孔隙介质全耦合多相流流固耦合渗流的数值模拟有限元软件。算例对比结果显示,数值模型算法合理,程序计算结果准确可靠。 五.对一典型裂缝性油藏开采过程进行了数值模拟。结果表明,在具有弹脆塑性特性的裂缝性储层中,会形成弹脆塑性压实区,其渗流阻隔效应是导致生产压力和产量突变的主要因素。这些结果与生产实际中的现象相吻合。这表明弹脆塑性软化双重孔隙介质流固耦合模型能够更合理地解释裂缝性油藏生产过程中的压力和产量的变化特性,及裂缝性油藏压力敏感性机理。因此,对于裂缝性储层,尤其是弹脆塑性软化特征较明显及压力敏感性强的储层,应该考虑弹脆塑性压实区的形成及其渗流阻隔效应,应对油藏的流固耦合效应进行数值模拟,以更科学地制订裂缝性油藏开采方案。
房平亮[2]2017年在《致密油开发流固耦合作用机理及数值模拟方法研究》文中进行了进一步梳理致密油在中国资源丰富,分布广泛,勘探前景广阔,已在鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾和四川等盆地获得工业发现。致密油藏储层孔喉极为细小,属于亚微米级-纳米级喉道,其变形量对储层基质物性参数的影响要远高于常规油藏。且致密储层发育不同尺度天然裂缝、人工裂缝等,进而加剧了致密油藏开发过程中的流固耦合作用。为了揭示致密油藏在压裂与开采过程中孔缝介质的变形规律,研究流固耦合作用对致密油藏生产动态的影响,本文基于致密砂岩储层孔缝多重介质变形力学机制,分析了致密油藏压裂与采出过程中的流固耦合作用机理。通过对致密储层岩心实验数据分析,得出了基质岩心、裂缝岩心与人工裂缝在升压过程与降压过程中的物性动态变化规律,同时对比了变孔压与变围压两种条件下,不同孔缝介质应力敏感性的差异。根据耦合的实现方式,将流固耦合分为拟耦合与流固耦合两种。其中拟耦合考虑了物性变化,而不必涉及应力、应变。本文在拟耦合形式下,针对不同开发阶段孔缝介质变形及流体渗流特征,建立了相应的物性参数动态变化模型及多相流渗流数学模型,通过有限体积法对模型进行了离散求解,并对典型致密油区块实际水平井的开发过程进行了数值模拟。结果表明:(1)压裂液注入过程中,基质孔隙膨胀,孔、渗物性增大,天然裂缝开启并逐步延伸,当压力高于破裂压力后,会形成人工裂缝,从而大幅改善储层物性参数。(2)在生产过程中,随着地层流体压力的降低,基质孔隙收缩,裂缝开度逐渐变窄,当压力低于闭合压力时,裂缝闭合导致储层物性明显降低。在流固耦合形式下,需要计算应力、应变,因此除渗流数学模型外,还需给出一套描述储层变形的岩石力学模型,针对渗流与变形模型,分别采用有限差分与有限元方法进行离散求解,在此基础上,对致密油多井注采开发过程进行了数值模拟,研究了储层的流固耦合作用。结果表明:(1)致密油藏注采过程中,注水井附近基质膨胀、裂缝开启,物性显著增加;(2)采油井附近基质收缩、裂缝闭合,物性逐渐减小,从而对产能指标造成不利影响。
参考文献：
[1]. 弹脆塑性双重孔隙介质油藏流固耦合数值模拟[D]. 黎水泉. 清华大学. 2000
[2]. 致密油开发流固耦合作用机理及数值模拟方法研究[D]. 房平亮. 中国地质大学(北京). 2017