煤层气压裂水平井生产动态分析及其渗透率协同演化机制
郭建春1
张涛1
武玺2
赵志红1
李宗源2
曾杰1
1.西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室,四川成都 6105002.中国石油华北油田分公司,河北任丘 062552
摘要：大规模压裂改变了煤层气低产、低效的开发现状,但煤层气压裂井生产动态不清晰、渗透率演化机制不明确,极大地限制了煤层气藏的高效开发.为此,考虑煤层吸附膨胀、裂缝压缩和非稳态蠕变条件下的总应变演化,结合立方定律建立渗透率模型,利用有限体积法(FVM)结合瞬态嵌入式离散裂缝模型(tEDFM)求解压力和渗透率场.依托嵌入式流量交换原理,建立吸附-游离多重采出计算框架,实现压后生产动态分析和产能计算.研究发现:煤层气压裂井生产动态包括初期高产、解吸上升、中期稳产、后期衰减和末期枯竭5个阶段.兰氏压力越大,吸附气上产越快,兰氏压力为2.6 MPa时,1 800 d后吸附气主导生产.兰氏体积增加至15 m3/t,解吸附贡献占比持续上升,吸附态甲烷在560 d后成为主要气源.水力裂缝越密集,泄压面积增大显著提升初期产能且衰减越晚.裂缝间距增大3倍,最高产气量减少48％,裂缝半长增加50 m,初期产量增加近1倍.渗透率演化包括损失、恢复和增强3个阶段,裂缝压缩系数为0.03 MPa-1,800 d内损失率高达76％.尽管裂缝闭合造成渗透率损失,当甲烷解吸并采出,膨胀应变减小,使得渗透率进入恢复阶段.压裂规模增大,渗透率恢复越快且程度更高,促进煤层气长效采出.当解吸附应变大于0.06,渗透率在生产后期可恢复并增强至初期的1.2倍.煤层黏弹性模量越低,蠕变造成的渗透率损伤越明显.
关键词：煤层气多尺度渗流FVM-tEDFM嵌入式流量交换多重采出渗透率演化
分类号：TD37(矿山压力与支护)TE311(油气田开发与开采)
资助基金：国家自然科学基金(U23B6004)
论文发表日期：2025-01-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：16( 516-531 )
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