裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型

《裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型（33頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要本文針對(duì)裂縫性低滲透油藏裂縫發(fā)育的特點(diǎn)，利用平行板理論、等值滲流阻力原理和其他的滲流力學(xué)原理建立了裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型，為定量評(píng)價(jià)天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層的影響、天然裂縫表征成果與裂縫性低滲透油藏的滲流理論和油藏工程研究的有機(jī)結(jié)合奠定了基礎(chǔ)，并利用該模型進(jìn)行了實(shí)例分析。研究結(jié)果表明：天然裂縫對(duì)低滲透油藏，尤其是特低滲透油藏有很大影響，一方面天然裂縫顯著提高了儲(chǔ)層的滲透率，使油藏得以開發(fā)，另一方面天然裂縫加劇了儲(chǔ)層的各向異性，增加了開發(fā)難度。關(guān)鍵詞：裂縫性油氣藏；低滲透油氣藏；連續(xù)介質(zhì)；儲(chǔ)集層模型；IAbstractConsidering the dev

2、elopment characteristics of low-permeability fractured reservoir,an equivalent continuous medium model was developed based on paralle-plane theory,tensort heory and the law of equivalent seepage resistance.It provides the basis for revaluation the impact of naturally facture on pay zone,fractures ch

3、aracterization parameters and the seepage theory in low-permeability fractured reservoir.An actual reservoirs fracture characterizations parameters were analyzed.The results indicate that natural fractures have higher impacts on low-permeability reservoirs,especially in low-permeability fractured re

4、servoirs.The formation permeability is increased so that the reservoir can be developed,while the reservoir anisotropy is increased which increases the difficulty of reservoir development.Key words：fractured pool;low permeability pools;continuous media;reservoir model目 錄第1章 概述11.1研究的目的和意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

5、11.3本文的研究工作4第2章 裂縫性低滲透油藏特征描述52.1裂縫性低滲透油藏的概念及特征52.2縫性低滲透油藏的儲(chǔ)層分類及其滲流特征62.3滲透油藏裂縫研究及水力壓裂技術(shù)72.4裂縫性低滲介質(zhì)中的滲流研究8第3章 縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型103.1 建立裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型103.2 應(yīng)用分析14結(jié)論27參考文獻(xiàn)28致謝30第1章 概述1.1 研究的目的和意義近些年來，我國(guó)石油儲(chǔ)量和產(chǎn)量增長(zhǎng)緩慢，難以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要，石油供求矛盾日益突出。在當(dāng)前勘探難度增大、儲(chǔ)量增加有限的形勢(shì)下，如何多動(dòng)用和開發(fā)好已探明未動(dòng)用的儲(chǔ)量，有著十分重要的意義。近期以來，在我國(guó)探明

6、的原油地質(zhì)儲(chǔ)量中低滲透儲(chǔ)量所占的比例明顯增大，低滲透油藏在我國(guó)石油工業(yè)中占有重要地位，在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)將是我國(guó)石油工業(yè)增儲(chǔ)增產(chǎn)的重要資源基礎(chǔ)。而在低滲透油藏中低滲裂縫性油藏占有很大的比例。低滲透砂巖油藏由于其巖石致密，脆性強(qiáng)，容易在各種構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中形成各種裂縫，故低滲透油藏裂縫發(fā)育；即使個(gè)別低滲透油藏不發(fā)育裂縫，或裂縫發(fā)育較少較小，我們?cè)陂_發(fā)低滲透油藏時(shí)也會(huì)選擇人工壓裂。這是因?yàn)榈蜐B透油藏滲透率很低，滲流阻力大，在一定的壓差作用下，它的產(chǎn)量比高滲透的油藏低的多，因此我們?cè)陂_發(fā)低滲透時(shí)，一個(gè)重要的方法就是充分利用其天然發(fā)育的裂縫或者人工壓開裂縫，增加滲流通道，減小滲流阻力。在這種情況下，為了合

7、理的開發(fā)低滲透油藏，我們就有必要了解裂縫性低滲透油藏的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行詳盡的油藏描述。實(shí)際儲(chǔ)層中的裂縫分布極為復(fù)雜，具微裂縫的低滲透油藏滲透率呈各向異性，這類油藏開發(fā)特征明顯地受到微裂縫系統(tǒng)的影響，如容易引起沿裂縫方向井的爆性水淹等。如何建立一個(gè)合理的微裂縫各向異性低滲油藏滲流模型是建立這類油田開發(fā)設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵所在。因此研究這類油藏的滲流機(jī)理和滲流特征，建立合理的滲流模型具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，隨著裂縫性油氣藏的開發(fā)，人們對(duì)雙重孔隙介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)及流體滲流規(guī)律進(jìn)行了大量的研究。雙重孔隙介質(zhì)是指同一油藏內(nèi)同時(shí)具有兩種不同滲透能力的多孔介質(zhì)；例如：裂縫-孔隙型，裂縫

8、-溶洞型，孔隙-溶洞型。目前，礦場(chǎng)應(yīng)用較多的、理論較成熟的是裂縫-孔隙型雙重介質(zhì)。裂縫-孔隙雙重介質(zhì)是由兩種孔隙空間構(gòu)成的介質(zhì)，這種介質(zhì)由含有孔隙空間的的巖塊和分割巖塊的裂縫空間相結(jié)合而成。巖塊一般稱之為基巖，它所具有的孔隙空間大小及連通狀況與巖石顆粒大小、形態(tài)及沉積壞境等因素有關(guān)?？紫犊臻g是在地層沉積過程中形成的，稱為原生孔隙。裂縫是由后來的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而形成的，因此稱之為次生孔隙?；鶐r孔隙度較大，但滲透率較小，而裂縫的孔隙空間相對(duì)地層來講是很小的，但滲透率比基巖大的多。由于兩種孔隙結(jié)構(gòu)的特性不同，所以雙重孔隙介質(zhì)中存在兩個(gè)流場(chǎng)。兩個(gè)流場(chǎng)的壓力和流速不同。由于基巖的孔隙度大，在壓力差的作用下，流

9、體從基巖孔隙中流入裂縫，在由裂縫流入壓力較低的井底。兩個(gè)滲流場(chǎng)之間存在著流體交換的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫“竄流”。由于裂縫-孔隙雙重介質(zhì)存在兩個(gè)流場(chǎng)，所以在研究流體流動(dòng)規(guī)律是應(yīng)分析裂縫和基巖兩個(gè)流場(chǎng)中的流體流動(dòng)規(guī)律及它們之間的關(guān)系。實(shí)際的裂縫-孔隙雙重介質(zhì)地層中裂縫的分布是復(fù)雜而沒有規(guī)律的。流體在其中滲流規(guī)律的研究存在著相當(dāng)大的困難。為了研究流體在雙重孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)，人們相繼提出了一些簡(jiǎn)化的物理模型，比較有代表性的有Warren-Root模型，Kazemi模型，De Swan模型，Pollard模型，Odeh模型等。Warren-Root的裂縫模型1表示成為由正交的裂縫網(wǎng)絡(luò)分割的相同的長(zhǎng)方體所構(gòu)成

10、的理想系統(tǒng)。像井筒的流動(dòng)看作是只發(fā)生在裂縫網(wǎng)絡(luò)中，而基質(zhì)則在擬定常流動(dòng)的條件下不斷你向裂縫系統(tǒng)供油。 溶洞 基質(zhì) 裂縫 基質(zhì) 裂縫 真實(shí)油藏 油藏模型 圖1-1 雙重孔隙介質(zhì)的理想模型 在非定常條件下，已推導(dǎo)出作為兩個(gè)無量綱參數(shù) 和的函數(shù)的的一個(gè)壓力反應(yīng)函數(shù)。這兩個(gè)參數(shù)表征了兩個(gè)不同的孔隙區(qū)域之間的相互關(guān)系。是兩個(gè)區(qū)域之間的竄流系數(shù)，表示這兩個(gè)區(qū)域的的相對(duì)儲(chǔ)存能力。這個(gè)模型的結(jié)果把壓力變化和時(shí)間取對(duì)數(shù)的數(shù)據(jù)繪于普通的半對(duì)數(shù)圖上，顯示出兩條平行直線，而不像通常在常規(guī)油藏中只得到一條直線。根據(jù)其連續(xù)性方程、狀態(tài)方程、運(yùn)動(dòng)方程和特征方程得出其基本微分方程為： （1-1）其中 裂縫 基質(zhì)圖1-2 Ka

11、zemi模型示意圖Kazemi模型2是有代表裂縫的高傳導(dǎo)薄層和與之互相交替地代表基質(zhì)的低傳導(dǎo)高儲(chǔ)存能力的厚層所組成的多層系統(tǒng)來模擬天然裂縫油藏。此模型式通過利用井底壓力變化與時(shí)間的關(guān)系式作數(shù)值積分得到的結(jié)果，對(duì)于裂縫均勻分布以及基質(zhì)具有高竄能力和高儲(chǔ)能力的情形，與得自Warren-Root模型的結(jié)果擬合的很好。De Swan模型3描述在無限大平板巖塊和球形巖塊這幾類幾何上規(guī)則的基質(zhì)巖塊的非定常流動(dòng)。Najurieta進(jìn)一步發(fā)展此模型以解釋在壓力降落、壓力恢復(fù)或在井間干擾測(cè)試時(shí)得到的試井資料。Pollard模型假設(shè)在非定常條件下，壓力動(dòng)態(tài)是裂 縫油藏中的三個(gè)區(qū)域的相互作用結(jié)果。第一個(gè)區(qū)域是井筒周

12、圍的裂縫網(wǎng)絡(luò)；第二個(gè)區(qū)域是油藏的（遠(yuǎn)離井筒的）整個(gè)裂縫網(wǎng)絡(luò)；第三個(gè)區(qū)域是向裂縫供應(yīng)流體的基質(zhì)。后兩個(gè)區(qū)域與已經(jīng)提到過的裂縫-基質(zhì)系統(tǒng)相似，但壓力降落開始時(shí)波及井筒周圍的裂縫，然后波及到全油藏的裂縫網(wǎng)絡(luò)。只有在第三個(gè)階段，壓力降落才與基質(zhì)的壓降有關(guān)。在壓力降落后，基質(zhì)開始將流體供給裂縫，流動(dòng)過程迅速地變成擬定常狀態(tài)。井筒中的壓力降（作為相繼事件的結(jié)果）。通過與常規(guī)油藏類比吧Pollard模型推廣到估算其他參數(shù)有時(shí)是成功的，但往往產(chǎn)生相當(dāng)大的誤差。Odeh模型的基本假設(shè)與Warren-Root模型類似，唯一的差異就是重新定義了兩類孔隙度。根據(jù)對(duì)裂縫油藏的基本資料的研究，Odeh得出結(jié)論：兩種系統(tǒng)（

13、裂縫和基質(zhì)）的儲(chǔ)存能力很相似，以致非定常特性將趨近于常規(guī)油藏而停止。這樣，在進(jìn)一步的討論中，Odeh模型將歸入通常稱為常規(guī)油藏模型的一類。1.3 本文的研究工作本文對(duì)裂縫性低滲透油藏進(jìn)行了詳細(xì)的油藏描述，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)平面上方向性強(qiáng)、裂縫以高角度縫為主、一般不能形成裂縫網(wǎng)絡(luò)的低滲透砂巖儲(chǔ)層，以平行板理論為基礎(chǔ)，利用滲透率張量和滲流力學(xué)的相關(guān)理論，將裂縫性低滲透儲(chǔ)層模擬為具有對(duì)稱滲透率張量的各向異性等效連續(xù)介質(zhì)，建立裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型。并所建立的模型的基礎(chǔ)上，研究天然裂縫的參數(shù)（裂縫的橫向連通系數(shù)、縱向貫通系數(shù)、裂縫的開度、裂縫的線密度）對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響。30第2章 裂縫性低

14、滲透油藏特征描述低滲透油氣藏廣泛分布于全國(guó)各大油氣田或主要盆地，在我國(guó)石油工業(yè)中占有重要地位，這類油藏在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)將是我國(guó)石油工業(yè)增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要資源基礎(chǔ)4。低滲透儲(chǔ)層中，由于巖石致密程度增加，巖石的強(qiáng)度和脆性加大，因而在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用下，巖石會(huì)不同程度的產(chǎn)生裂縫，常常使裂縫和低滲透儲(chǔ)層相伴生，形成裂縫性低滲透儲(chǔ)層5。由于裂縫發(fā)育及分布的復(fù)雜性，使低滲透油田開發(fā)困難。目前這類油田儲(chǔ)量動(dòng)用程度低，開發(fā)效果不理想，經(jīng)濟(jì)效益差。因此研究如何進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)好這類油田，對(duì)我國(guó)石油工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外，從世界石油工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來看，物性好、規(guī)模大的陸上油田也愈來愈少，低滲

15、透油田所占比例逐年增高，因此研究這類油田經(jīng)濟(jì)有效的開發(fā)問題對(duì)世界石油工業(yè)也有重要意義。1996年我國(guó)著名的油田開發(fā)專家秦同洛教授撰寫的“對(duì)低滲透油田開發(fā)的幾點(diǎn)意見”中提出：“低滲透油田之所以能夠進(jìn)行開發(fā)，與油藏中存在的裂隙系統(tǒng)有關(guān)，不存在裂縫系統(tǒng)的低滲透油藏一般是不能經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)的”。對(duì)于低滲透的特殊性，秦先生也很早就指出“低滲透油藏開發(fā)研究的重點(diǎn)應(yīng)不是油藏滲透率的分布和變化，而是油藏中裂縫系統(tǒng)的發(fā)育及分布6”。李道品也指出，低滲透油田的油藏描述重點(diǎn)是仔細(xì)研究地層裂縫，包括裂縫的生成、形態(tài)、展布、規(guī)模以及對(duì)流體滲流的影響。因?yàn)榱芽p(無論是原生的還是人工壓裂形成的)是控制低滲地層滲流的主要因素

16、。因此，裂縫在低滲透油藏開發(fā)中的作用愈來愈受到重視。雖然對(duì)巖石中天然裂縫的研究早在上世紀(jì)20年代就已開始，但始終發(fā)展緩慢。從20世紀(jì)70年代以來，國(guó)外許多學(xué)者對(duì)天然裂縫的成因、形成機(jī)理及分布預(yù)測(cè)方法做了大量有意義的研究工作。而我國(guó)則是在開發(fā)玉門油田時(shí)發(fā)現(xiàn)了天然裂縫對(duì)注水的控制作用，遂于20世紀(jì)60、70年代開展了此方面的研究工作。目前，人們從一系列的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中對(duì)裂縫的認(rèn)識(shí)提高到一個(gè)新水平：即在油田投入開發(fā)前就要對(duì)裂縫特征和作用高度重視。正確認(rèn)識(shí)和研究裂縫將成為裂縫性低滲透油田開發(fā)成敗的關(guān)鍵因素之一。2.1 裂縫性低滲透油藏的概念及特征低滲透是一個(gè)相對(duì)的概念，不同國(guó)家、不同時(shí)期對(duì)其的限定也有所不

17、同。近20年來，我國(guó)低滲透油田的勘探開發(fā)取得了很大的進(jìn)展，根據(jù)我國(guó)的生產(chǎn)實(shí)踐和理論研究，對(duì)于低滲透儲(chǔ)層范圍和界限已有了比較一致的認(rèn)識(shí)7。前蘇聯(lián)的蘇爾古伊耶夫、唐曾熊、羅蜇潭、王允誠(chéng)、閻慶來、李道品等都對(duì)低滲透儲(chǔ)層滲透率的上限進(jìn)行了不同的定義，我國(guó)一般采用李道品(1997)的定義，即5010-3m2，因?yàn)闈B透率低于5010-3m2的儲(chǔ)層必須經(jīng)過壓裂施工改造才能有效地投入正常開發(fā)。低滲透儲(chǔ)層滲透率的下限值為0.110-3m2。低滲透的內(nèi)在原因是孔隙喉道小。低滲透儲(chǔ)層按地質(zhì)成因分為3種類型9生低滲儲(chǔ)層(沉積型低滲透儲(chǔ)層)、次生低滲透儲(chǔ)層(成巖型低滲透儲(chǔ)層)和裂縫性低滲透儲(chǔ)層(構(gòu)造型低滲透儲(chǔ)層)。按滲

18、透率大小及開采方式亦可分為3類：一類儲(chǔ)層滲透率5010-3m21010-3m2；二類儲(chǔ)層滲透率1010-3m2110-3m2；三類儲(chǔ)層滲透率110-3m20.110-3m2。天然裂縫的定義分廣義和狹義2種。按巖石力學(xué)的觀點(diǎn)，所謂裂縫是指巖石中失去結(jié)合力的一種地質(zhì)界面。因?yàn)閹r石的破裂是導(dǎo)致其失去結(jié)合力的過程，于是裂縫被視為破裂作用的結(jié)果。藏工程上的裂縫是指破裂面兩側(cè)巖體未發(fā)生明顯位移時(shí)的情況，可以由構(gòu)造變形作用或物理成巖作用形成，因此它不包括斷層在內(nèi)。裂縫的分類有多種：按成因分為構(gòu)造裂縫和非構(gòu)造裂縫按力學(xué)性質(zhì)分為張性縫、剪性縫和張剪性縫；按裂縫面的形態(tài)分為開啟裂縫、閉合裂縫、變形裂縫和充填裂縫；

19、按裂縫的規(guī)模分為大裂縫、小裂縫和微細(xì)裂縫；按裂縫的產(chǎn)狀分為水平縫、垂直縫、斜交縫和網(wǎng)狀縫。裂縫性低滲透油藏具有以下特點(diǎn)：埋藏深，一般大于2 000 m儲(chǔ)層滲透性差，小于5010-3m2，非均質(zhì)性嚴(yán)重，油層更易污染，產(chǎn)能低而且遞減速度快；能量不足，提液難度較大，存在啟動(dòng)生產(chǎn)壓差現(xiàn)象，滲流阻力和壓力消耗特別大；儲(chǔ)集空間變化大、油層頂面深度難以預(yù)測(cè)準(zhǔn)確；油藏的產(chǎn)能受裂縫發(fā)育程度控制；裂縫多以大于70的垂直縫為主；裂縫發(fā)育在平面和縱向上非均質(zhì)性嚴(yán)重等等。基于以上特征，在分支水平井開采裂縫性低滲透油藏時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)層研究，尋找相對(duì)高滲儲(chǔ)層；加強(qiáng)應(yīng)力和裂縫分布研究水平井延伸方向應(yīng)盡量與裂縫方向垂直，優(yōu)化水平

20、段設(shè)計(jì)；采用欠平衡鉆井，加強(qiáng)油層保護(hù)，減少油層污染。2.2 裂縫性低滲透油藏的儲(chǔ)層分類及其滲流特征按照裂縫發(fā)育程度、發(fā)育特征及其對(duì)儲(chǔ)集層滲流的影響，Hubbert、Wills(1995)、R1A1Nelson，以及前蘇聯(lián)的一些學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行過分類。李道品等針對(duì)我國(guó)低滲透油田裂縫的實(shí)際情況，綜合分析基質(zhì)孔隙度、滲透率和裂縫系統(tǒng)孔隙度、滲透率的相對(duì)大小及在儲(chǔ)集層中所起作用大小，對(duì)我國(guó)裂縫性低滲透油藏進(jìn)行了分類：(1)孔隙裂縫型儲(chǔ)層。儲(chǔ)層的滲流通道主要由裂縫系統(tǒng)提供。(2)裂縫孔隙型儲(chǔ)層。裂縫的存在加深了儲(chǔ)層的各向異性。根據(jù)裂縫和基質(zhì)塊體孔隙度和滲透率的大小，又可分為裂縫型和潛裂縫型儲(chǔ)層，其共同特征

21、是裂縫在初始狀態(tài)下在地下是閉合的、潛在的或雖比較發(fā)育但呈孤立狀，沒有構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，對(duì)流體影響很少，或只有微弱的方向性顯示，甚至沒有影響。但隨著油田的開發(fā)，裂縫將逐漸張開，并極大地影響著油田的開發(fā)生產(chǎn)。(3)孔隙型儲(chǔ)層。這類儲(chǔ)層中裂縫發(fā)育程度很低，或雖然發(fā)育有一定程度的裂縫，但大部分裂縫被充填而成為無效裂縫。其油氣的儲(chǔ)集空間和滲流空間主要由孔隙系統(tǒng)來提供，并且裂縫在以后的開發(fā)生產(chǎn)中基本不起作用或其作用忽略不計(jì)，具孔隙型儲(chǔ)層的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征。2.3 低滲透裂縫性油藏研究及水力壓裂技術(shù)儲(chǔ)層裂縫既是滲流通道，又可作為儲(chǔ)集空間，控制著油氣的滲流和分布。因此深入研究?jī)?chǔ)層裂縫，對(duì)于提高低滲透油藏的采收率具有重要意

22、義。裂縫研究是一門涉及面很廣、綜合性極強(qiáng)的學(xué)科。儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫的分布十分復(fù)雜，呈現(xiàn)出周期性和隨機(jī)性并存的混沌狀態(tài)。對(duì)裂縫檢測(cè)的最直接方法是露頭調(diào)研，實(shí)際主要靠巖心、測(cè)井及地震方法。對(duì)裂縫的預(yù)測(cè)主要有以下4種方法：裂縫地質(zhì)建模與隨機(jī)模擬方法、構(gòu)造方法、地震方法綜合分析方法。在描述裂縫時(shí)，通常用裂縫密度來評(píng)價(jià)裂縫的發(fā)育程度。裂縫密度有3種表示方法：體積密度，單位體積內(nèi)裂縫壁表面積的一半；面密度，單位面積內(nèi)裂縫的長(zhǎng)度；線密度，微裂縫與垂直于該組裂縫的單位測(cè)線上的交點(diǎn)數(shù)。但是這種方法存在以下缺陷：一是在裂縫發(fā)育段取心收獲率一般很低，巖心多破裂成小的碎塊，歸位和裂縫統(tǒng)計(jì)都十分困難；二是由于巖心直徑有限，高

23、角度、大間距的裂縫密度統(tǒng)計(jì)無法進(jìn)行。日本學(xué)者平田隆幸證明了巖石破裂具有自相似結(jié)構(gòu)。人們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫的復(fù)雜形態(tài)及分布可概括為具有隨機(jī)表象的多重尺度問題，具有明顯的分形特征。于是便開始采用分形方法研究和評(píng)價(jià)儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫，并由此進(jìn)一步定量預(yù)測(cè)其三維分布。水力壓裂是目前改善低滲透油藏的主要開發(fā)手段，是提高低滲透油田開采速度和效率的有效工藝措施之一。水力壓裂是靠巨大的水力壓能在地層形成以井身為對(duì)稱軸的具有一定縫寬和縫長(zhǎng)的裂縫，改變地層中的滲流場(chǎng)，從而減少地層的滲流阻力，來提高油氣井產(chǎn)能和延緩產(chǎn)量遞減。壓裂的作用，不僅僅是由于裂縫的產(chǎn)生和存在，更重要的是使油藏滲流流場(chǎng)發(fā)生了變化，由于增加了

24、油藏的泄油面積，提高了油藏的導(dǎo)流能力，因此可以在一定階段內(nèi)提高油田采油速度，但不能提高最終采收率。壓裂效果的好壞，不僅僅取決于裂縫參數(shù)的變化，更重要的還取決于能量的消耗。傳統(tǒng)認(rèn)為，對(duì)低滲透油田主要靠縫長(zhǎng)來提高增產(chǎn)倍數(shù)，實(shí)際上油田開發(fā)的過程中水力裂縫的導(dǎo)流能力是不斷降低的，張琪等9提出注水開發(fā)的低滲透油田變裂縫導(dǎo)流能力下水力壓裂整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法，并指出提高裂縫初始導(dǎo)流能力也是提高低滲透油田壓裂效果的基礎(chǔ)。李留仁等也指出用增產(chǎn)倍數(shù)來評(píng)價(jià)水力壓裂增產(chǎn)效果只是一種靜態(tài)方法，無法考慮時(shí)間因素的影響。應(yīng)從以下2個(gè)方面進(jìn)行：瞬時(shí)地考察井的產(chǎn)量；動(dòng)態(tài)地考察生產(chǎn)過程。同樣，對(duì)注水井壓裂可以有效地提高注水井的

25、注入能力，降低啟動(dòng)壓力，增大驅(qū)替壓力梯度，從而增加油井產(chǎn)能。對(duì)于注水井壓裂，注入量主要受地層參數(shù)、注入壓差、導(dǎo)流能力及縫長(zhǎng)控制，但縫長(zhǎng)僅對(duì)注水初期的注入量影響較大，而裂縫導(dǎo)流能力對(duì)注水全過程的影響都很大，因此，對(duì)注水井壓裂應(yīng)以短寬縫為宜，裂縫穿透比應(yīng)控制在0.2以內(nèi)。另外，對(duì)一些低滲透油田有時(shí)還需進(jìn)行有針對(duì)性的重復(fù)壓裂技術(shù)。除水力壓裂技術(shù)外，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所和滲流流體力學(xué)研究所的一些學(xué)者借鑒井內(nèi)爆炸法和新興的高能氣體壓裂技術(shù)的一些經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，利用現(xiàn)代水力壓裂技術(shù)，提出了低滲透油氣田“層內(nèi)爆炸”新技術(shù)10，即利用水力壓裂技術(shù)將適當(dāng)?shù)谋妓帀喝霂r石裂縫，點(diǎn)燃爆炸藥，從而在主裂縫周圍產(chǎn)生大量裂縫

26、，達(dá)到提高地層滲透率的目的。關(guān)于儲(chǔ)層天然裂縫和人工裂縫的關(guān)系11，曾有學(xué)者指出：壓裂裂縫的特征主要受地應(yīng)力差、巖石抗張強(qiáng)度等因素的影響；天然裂縫在壓裂時(shí)是否活動(dòng)，主要取決于地應(yīng)力差、巖石和裂縫的抗張強(qiáng)度以及裂縫面與最大主應(yīng)力間的夾角；儲(chǔ)層中不同天然裂縫的組合及其與最大主應(yīng)力間的相對(duì)方位，決定了壓裂裂縫的方位和裂縫帶寬度等空間分布規(guī)律。2.4 裂縫性低滲透油藏的滲流機(jī)理研究達(dá)西定律一直是滲流力學(xué)界的主流理論基石，但人們很早就意識(shí)到了其存在局限性。Fancher和Lewis(1933)、Elenbaas、Katz(1947)和Cornell(1953)、Hubbert(1956)、Houpeurt

27、(1956)、Wright(1968)等都對(duì)高速非線性滲流進(jìn)行了研究，其中以二項(xiàng)式的模型最為廣泛。有關(guān)低速非達(dá)西滲流的起源可以追溯到20世紀(jì)20年代布茲列夫斯基的實(shí)驗(yàn)成果，當(dāng)時(shí)他所提出的門限值就是今天常提到的啟動(dòng)壓力梯度。之后，特列賓、羅茲(1950)、弗洛林(1951)、米爾扎任扎杰(1953)、Von Engelhardt(1955)、Low(1961)、Jacqum(1965)、Irmay(1968)、Kutilek(1969)、閻慶來(1962)等都對(duì)原油中的低速非達(dá)西滲流做過實(shí)驗(yàn)研究。但是直到20世紀(jì)90年代中后期，這一領(lǐng)域才成為大家競(jìng)相青睞的研究熱門12。雜亂的裂縫系統(tǒng)加劇了低滲透

28、儲(chǔ)層介質(zhì)的復(fù)雜性，導(dǎo)致了復(fù)雜滲流現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)研究和礦場(chǎng)實(shí)踐表明，滲流的非線性和流態(tài)的多變性是低滲透復(fù)雜介質(zhì)中的主要滲流特征，也是當(dāng)今滲流力學(xué)界普遍關(guān)注的難題。周涌沂等13根據(jù)實(shí)驗(yàn)滲流曲線的非線性特征，結(jié)合微分原理，提出了低滲透復(fù)雜介質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)非線性滲流的微分線性描述方法。此方法不但可以描述經(jīng)典的線性達(dá)西滲流現(xiàn)象，而且可以描述包括高速非達(dá)西滲流和低速非達(dá)西滲流在內(nèi)的非線性滲流現(xiàn)象，也能描述滲流過程中流體流態(tài)的多變性，為非線性滲流力學(xué)提供了一種新的研究思路。劉慈群等14運(yùn)用橢圓滲流的概念，建立了垂直裂縫井開發(fā)低滲透油藏的非線性滲流數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用平均質(zhì)量守恒的方法，導(dǎo)出了壓力分布及傳播規(guī)律，并指

29、出了考慮非線性與否的重要差別。劉慈群還與鄧英爾15等基于擾動(dòng)橢圓概念和等價(jià)的發(fā)展矩形的思想，建立具有啟動(dòng)壓力梯度的油水兩相非達(dá)西橢圓二維滲流數(shù)學(xué)模型，此模型屬于具有活動(dòng)邊界的非線性問題。并用特征線還有限差分方法進(jìn)行求解，得到含水飽和度分布和活動(dòng)邊界的變化規(guī)律。最后指出了啟動(dòng)壓力梯度對(duì)油藏開發(fā)中一些重要指標(biāo)的巨大影響。劉慈群、宋付權(quán)16根據(jù)Buckly-Leverett不混溶兩相驅(qū)替理論，考慮啟動(dòng)壓力梯度的影響，對(duì)水驅(qū)油兩相滲流進(jìn)行了分析，得到了低滲透油藏中線性水驅(qū)、徑向水驅(qū)、垂直裂縫井水驅(qū)和水平井油水兩相滲流的解析解公式。并指出，低滲透油藏中兩相滲流的效果受相滲曲線、注入速率、油水相啟動(dòng)壓力梯

30、度和重力的影響；啟動(dòng)壓力梯度的存在，不僅增大了原油的開采難度，而且降低了原油的最終采收率；增大注入速率可以減少啟動(dòng)壓力梯度對(duì)兩相滲流的不利影響，提高原油的最終采收率；開發(fā)低滲透油藏應(yīng)采用小井距、大流量、大壓差的注水開發(fā)方案；對(duì)于傾斜地層，應(yīng)盡可能采用從高位井注入、低位井采出的方法。賈永祿、李允17對(duì)壓裂地層建立特殊復(fù)合油氣藏滲流模型：近井區(qū)為雙孔介質(zhì)達(dá)西滲流(介質(zhì)間為穩(wěn)定竄流)，遠(yuǎn)井區(qū)為存在啟動(dòng)壓力梯度的低速非達(dá)西滲流。同時(shí)考慮井筒變井儲(chǔ)問題及外邊界有界的情況。程林松等18對(duì)含天然微裂縫變形介質(zhì)滲流現(xiàn)象進(jìn)行了研究。以往都將巖石的絕對(duì)滲透率視為常數(shù)，而在微裂縫油藏開發(fā)過程中，油藏流體壓力的上升或

31、下降會(huì)導(dǎo)致微裂縫的張開或閉合，油藏的絕對(duì)滲透率隨之發(fā)生變化，而且微裂縫的存在使油藏滲透率呈現(xiàn)較強(qiáng)的各向異性，從而影響油藏的開發(fā)。研究結(jié)果表明，此類油藏開采初期日產(chǎn)量比常規(guī)油藏高，而后期比常規(guī)油藏低，且采出度比常規(guī)油藏高。Terzaghi最早從事流-固耦合領(lǐng)域的研究，提出了有效應(yīng)力的概念；之后Biot建立了較完善的線彈性三維固結(jié)理論，許多研究者也就此對(duì)石油工程流-固耦合問題做過研究。劉建軍19根據(jù)裂縫性低滲透油藏的儲(chǔ)層特征，建立了適合此類油藏滲流的等效連續(xù)介質(zhì)模型，將滲流力學(xué)與彈塑性力學(xué)相結(jié)合，建立裂縫性低滲透油藏的流-固耦合滲流數(shù)學(xué)模型，并給出了數(shù)值解。耦合模型計(jì)算得到的產(chǎn)油量、采出程度均比剛

32、性模型計(jì)的結(jié)果要低，這主要是儲(chǔ)層開發(fā)過程中孔隙壓縮所造成的。第3章 裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型實(shí)際儲(chǔ)層中的裂縫分布極為復(fù)雜，要研究裂縫性低滲透油藏的滲流規(guī)律，必須對(duì)裂縫系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立儲(chǔ)層的理論模型。裂縫儲(chǔ)層的理論模型國(guó)外主要有Kazemi模型、Warren-Root模型和De Swaan模型等1-3。這些模型主要是針對(duì)裂縫發(fā)育并且相互連通的碳酸鹽巖儲(chǔ)層的，不適合平面上方向性強(qiáng)、裂縫以高角度縫為主、一般不能形成裂縫網(wǎng)絡(luò)的低滲透砂巖儲(chǔ)層。在本章中將以平行板理論20為基礎(chǔ)，利用滲透率張量理論21和滲流力學(xué)的相關(guān)理論22，將裂縫性低滲透儲(chǔ)層模擬為具有對(duì)稱滲透率張量的各向異性等效連續(xù)介質(zhì)，建

33、立裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型，并研究天然裂縫參數(shù)對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響。3.1 建立裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型3.1.1 物理假設(shè)忽略天然裂縫的局部影響，從宏觀上考慮，天然裂縫主要造成儲(chǔ)層滲流能力的各向異性，用張量的形式來描述天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層的這種影響。根據(jù)裂縫發(fā)育的特點(diǎn)，認(rèn)為裂縫性低滲透儲(chǔ)層由許多裂縫發(fā)育的裂縫區(qū)域和不存在裂縫的基質(zhì)區(qū)域構(gòu)成，首先利用平行板理論和滲流力學(xué)的相關(guān)理論，建立裂縫發(fā)育區(qū)域的滲透率張量模型，然后建立由裂縫區(qū)域(由裂縫與基質(zhì)組成) 和基質(zhì)區(qū)域(純基質(zhì)) 構(gòu)成的裂縫儲(chǔ)層的理論模型，如圖3-1 所示。選用合適的坐標(biāo)， 滲透率張量將可化為對(duì)角張量的形式，即可用Kx

34、、Ky 、Kz 三個(gè)主值表示。 圖3-1 裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型示意圖3.1.2 裂縫發(fā)育區(qū)域的各向異性 假設(shè)在裂縫發(fā)育區(qū)域裂縫均勻分布，裂縫間相互平行，方向一致， 且都為垂直裂縫，裂縫在平面上和縱向上完全貫通。裂縫發(fā)育區(qū)長(zhǎng)度為l ， 寬度為b，高度為h ，裂縫滲透率為Kf ，裂縫開度為bf ，縫間基質(zhì)寬度為bm ，裂縫的線密度為DL ；考慮儲(chǔ)層基質(zhì)的各向異性，基質(zhì)x 方向滲透率為Kmx ，基質(zhì)y 方向滲透率為Kmy ， 基質(zhì)方向滲透率為Kmz 。在簡(jiǎn)化模型中，直角坐標(biāo)的x 軸與裂縫水平方向平行， y 軸與裂縫垂直， z 軸與裂縫縱向平行，基質(zhì)滲透率3 個(gè)主方向與坐標(biāo)軸x 、y 、

35、z 一致。下面將利用滲透率張量理論求得儲(chǔ)層各個(gè)方向的等效滲透率。3.1.1.1沿裂縫水平方向的等效滲透率 在沿裂縫水平方向，流體有兩個(gè)滲透通道，一個(gè)是裂縫，一個(gè)是基質(zhì)。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，沿裂縫水平方向的總流量Q 為基質(zhì)與裂縫流量之和，即： （3-1）假定在x方向存在一個(gè)等效的滲透率Kxg ， 在同樣的壓力梯度下流量也為Q ，則根據(jù)達(dá)西定律有： （3-2）根據(jù)式(3-1) 、(3-2) ，由Q相等，則有 （3-3）整理可得沿裂縫水平方向的等效滲透率為： （3-4）3.1.1.2 垂直裂縫方向的等效滲透率對(duì)于垂直裂縫方向來說，相同的流體先流經(jīng)基質(zhì)再流經(jīng)裂縫然后再流經(jīng)基質(zhì)，像這樣輪流流過直到流出裂縫

36、發(fā)育區(qū)域。因此對(duì)垂直裂縫方向來說，裂縫區(qū)域的總壓降相當(dāng)于裂縫區(qū)域壓降與基質(zhì)區(qū)域壓降的和，即： （3-5）假定在y方向存在一個(gè)等效的滲透率Kyg ，則有： 化簡(jiǎn)可得： （3-7）3.1.1.3 縱向上的等效滲透率和x方向一樣，在縱向上流體也有兩個(gè)滲透通道，一個(gè)是裂縫，一個(gè)是基質(zhì)。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，沿縱向的總流量Q 為基質(zhì)與裂縫流量之和，即： （3-8）假定在z方向存在一個(gè)等效的滲透率Kzg ， 在同樣的壓力梯度下流量也為Q ，則根據(jù)達(dá)西定律有： （3-9）根據(jù)式(3-8) 、(3-9) ，由Q相等，則有 （3-10）整理可得沿裂縫水平方向的等效滲透率為： （3-11） 3.1.1.4 裂縫滲透率

37、由平行板理論可推導(dǎo)出單條裂縫的滲透率公式為： （3-12）3.1.3 裂縫儲(chǔ)層的滲透率各向異性假設(shè)沿x 方向(裂縫發(fā)育方向) 共有m 組裂縫，每組裂縫中的裂縫長(zhǎng)度相等都為lfxi ，裂縫組間的基質(zhì)區(qū)域長(zhǎng)度為lmxi ， ，沿x 方向研究區(qū)域長(zhǎng)為lx ，認(rèn)為沿x 方向的研究區(qū)域?yàn)榱芽p發(fā)育區(qū)域與基質(zhì)區(qū)域所構(gòu)成。同理，在儲(chǔ)層縱向上(即z 方向) ，共有n 組裂縫， 裂縫組間基質(zhì)區(qū)域長(zhǎng)度為hmzi ，每組裂縫切深為hfzi ，沿z 方向研究區(qū)域高度為油層厚度h ， 認(rèn)為沿z 方向的研究區(qū)域?yàn)樨炌p區(qū)域與基質(zhì)區(qū)域所構(gòu)成。3.1.2.1 儲(chǔ)層沿裂縫水平方向的等效滲透率由前面的假設(shè)可知，在縱向上儲(chǔ)層由兩類區(qū)

38、域構(gòu)成，一類是裂縫發(fā)育區(qū)與基質(zhì)區(qū)構(gòu)成的區(qū)域，在計(jì)算中稱為等效區(qū)域；第二類是純基質(zhì)區(qū)域。下面先計(jì)算等效區(qū)域的滲透率， 然后再計(jì)算由等效區(qū)域和基質(zhì)區(qū)域共同構(gòu)成的儲(chǔ)層沿裂縫發(fā)育方向的等效滲透率。在給定壓差下， 沿裂縫發(fā)育方向( x 方向) 等效區(qū)域中的各裂縫發(fā)育區(qū)和基質(zhì)區(qū)的流量相同， 按照前面的方法可得： （3-13）要從式(13) 中求解出Kx1 ，必須知道每組裂縫的長(zhǎng)度，實(shí)際上這是難以實(shí)現(xiàn)的， 假設(shè)沿x 方向裂縫區(qū)域滲透率為Kxg ，每組裂縫的長(zhǎng)度相同都為lf x ，該長(zhǎng)度是裂縫識(shí)別研究結(jié)果中裂縫長(zhǎng)度的平均值， 裂縫區(qū)域間的距離相等都為lmx ，則有： （3-14） （3-15） （3-16）

39、（3-17）令裂縫連通系數(shù)=， 介于01 之間， 越大表明裂縫連通性越好。假設(shè)沿裂縫發(fā)育方向的每組裂縫縫長(zhǎng)都相同，則有： （3-18） （3-19）考慮裂縫在縱向上的不完全貫通性，并綜合考慮等效區(qū)域與基質(zhì)區(qū)域的影響，在給定壓差下，沿裂縫發(fā)育方向的流量等于縱向上等效區(qū)的流量與基質(zhì)區(qū)流量的和，則有： （3-20） （3-21）令裂縫切深系數(shù)介于，介于01 之間，越大表明裂縫在縱向上切穿越深。假設(shè)天然裂縫在縱向上的平均切深為 ， 則， 代入式（3-21）有： （3-22）式（22）中代入的值可得： （3-23）3.1.2.2 儲(chǔ)層垂直裂縫方向的等效滲透率同理可得垂直裂縫方向的等效滲透率為： （3-2

40、4）3.1.2.3 儲(chǔ)層縱向上的等效滲透率同理可得儲(chǔ)層縱向上的等效滲透率為： （3-25）3.2 裂縫性低滲透油藏裂縫參數(shù)分析國(guó)內(nèi)某油田裂縫表征結(jié)果：裂縫線密度為1.5條/m，微觀裂縫開度小于40m，主要集中在1020m范圍內(nèi)；裂縫以垂直縫和高角度縫為主；剪切裂縫地下延伸長(zhǎng)度為2.016.0 m，擠壓環(huán)境下裂縫地下延伸長(zhǎng)度為3.012.0 m；裂縫延伸方向裂縫組之間一般相距十幾厘米；受隔夾層限制，裂縫高度一般不超過油層厚度。基質(zhì)在平面上具有各向同性，縱向滲透率為平面滲透率的1/10。根據(jù)裂縫表征結(jié)果，利用所建立的等效連續(xù)介質(zhì)模型，研究了天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響。3.2.1 天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透

41、率的影響天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響計(jì)算結(jié)果見圖3-2、3-3(x=z=1，裂縫開度20m，裂縫密度1.5條/m)。由圖3-2可知，天然裂縫顯著提高了特低滲透儲(chǔ)層平均滲透率和裂縫發(fā)育方向的滲透率，而對(duì)垂直裂縫方向的滲透率基本沒有影響；基質(zhì)滲透率越低，天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透率的貢獻(xiàn)越大；天然裂縫對(duì)縱向滲透率的影響極大，如圖3-3中，當(dāng)基質(zhì)平面滲透率為0.210-3m2時(shí)(此時(shí)縱向上滲透為0.0210-3m2)，天然裂縫使儲(chǔ)層縱向滲透率提高50倍；由圖3-4可知，天然裂縫顯著增大了儲(chǔ)層的平面各向異性，基質(zhì)平面滲透率越低，儲(chǔ)層的平面各向異性越嚴(yán)重，基質(zhì)平面滲透率越低，天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層平面各向異性影響越小，隨

42、著基質(zhì)平面滲透率的增大，Kx/Ky越來越小. 圖3-2 天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層平均滲透率的影響圖3-3 天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率的影響圖3-4 天然裂縫儲(chǔ)層各向異性的影響3.2.2 連通程度和切穿程度的影響圖3-5、3-6、3-7所示為天然裂縫在縱向上完全貫通時(shí)(天然裂縫的切深等于油層厚度) ，裂縫發(fā)育方向的裂縫連通程度對(duì)平面滲透率級(jí)差的影響(z = 1 ，裂縫開度20m ，裂縫密度1.5 條/ m) 。從圖3-5、3-6、3-7可知，裂縫間的連通程度越好，則裂縫發(fā)育方向的滲透率越大，平面各向異性越強(qiáng)；儲(chǔ)層的基質(zhì)滲透率越低，天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響越大。 圖3-5 裂縫平面連通程度對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育方向

43、滲透率的影響圖3-6 裂縫平面連通程度對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率的影響圖3-7 裂縫平面連通程度對(duì)儲(chǔ)層各向異性的影響圖3-8、3-9、3-10 所示為天然裂縫在裂縫發(fā)育方向上完全連通時(shí)，裂縫切深對(duì)平面滲透率級(jí)差的影響(x = 1 ，裂縫開度20m ，裂縫密度1.5 條/ m) 。由圖3-8、3-9、3-10可知，裂縫在縱向上的切深值越大，則裂縫發(fā)育方向的滲透率越大，平面各向異性程度越強(qiáng)；儲(chǔ)層的基質(zhì)滲透率越低，天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層的影響越大；由圖3-9（a）、3-9（b）可知，裂縫縱向上的不完全貫通對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率影響很大，Km=0.110-3m2，z=1.0時(shí)，縱向滲透率增大100倍，而z=0.8時(shí)，縱向滲透

44、率只增大了不到5倍，且縱向貫通系數(shù)很小時(shí)，平面基質(zhì)滲透率的變化對(duì)縱向滲透率的影響很小，由此可見縱向是否連通顯得非常重要；對(duì)比圖3-5、3-6、3-7和圖3-8、3-9、3-10可知，裂縫平面上的連通程度對(duì)儲(chǔ)層的影響要大于裂縫縱向上切穿程度的影響。圖3-8 裂縫縱向貫通系數(shù)對(duì)裂縫發(fā)育方向滲透率的影響（a）（b）圖3-9 裂縫縱向貫通系數(shù)對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率的影響圖3-10 裂縫縱向切穿程度對(duì)儲(chǔ)層各向異性的影響3.2.3 裂縫開度對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響圖3-11、3-12、3-13所示為基質(zhì)平面滲透0.1110-3m2、縱向基質(zhì)滲透0.01110-3m2、天然裂縫在縱向上完全貫通時(shí)(天然裂縫的切深等于油層

45、厚度) ，裂縫開度對(duì)平面滲透率級(jí)差的影響(z = 1 ，裂縫密度1.5 條/ m) 。由這幾個(gè)圖可知，裂縫開度越大，對(duì)裂縫發(fā)育方向儲(chǔ)層滲透率和平面各向異性的影響越顯著， 但當(dāng)裂縫開度超過一定值后，影響程度越來越小；當(dāng)裂縫開度一定時(shí)，沿裂縫發(fā)育方向裂縫之間的連通程度對(duì)儲(chǔ)層滲透率和平面各向異性的影響極大；裂縫開度對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率影響極大。（a）（b）圖3-11 裂縫開度對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育方向滲透率的影響 圖3-12 裂縫開度對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率的影響 （a） （b）圖3-13 裂縫開度對(duì)儲(chǔ)層各向異性的影響3.2.4 裂縫線密度對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響圖3-14、3-15、3-16所示為基質(zhì)平面滲透率0.1110

46、-3m2、縱向基質(zhì)滲透率0.01110-3m2、天然裂縫在縱向上完全貫通時(shí)(天然裂縫的切深等于油層厚度) ，裂縫線密度對(duì)平面滲透率級(jí)差的影響(z = 1 ，裂縫開度20m) 。由這幾個(gè)圖可知，裂縫線密度越大，對(duì)裂縫發(fā)育方向儲(chǔ)層滲透率和平面各向異性的影響越顯著，但當(dāng)裂縫線密度超過一定值后，影響程度越來越小；當(dāng)裂縫線密度一定時(shí)，沿裂縫發(fā)育方向裂縫之間的連通程度對(duì)儲(chǔ)層滲透率和平面各向異性的影響極大；儲(chǔ)層縱向滲透率增大倍數(shù)和裂縫線密度成線性關(guān)系。相比較而言，裂縫開度對(duì)裂縫方向滲透率及平面各向異性的影響要比裂縫線密度的影響更顯著。（a）（b）圖3-14 裂縫線密度對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育方向滲透率的影響圖3-15

47、 裂縫線密度對(duì)儲(chǔ)層縱向滲透率的影響（a）（b）圖3-16 裂縫線密度對(duì)儲(chǔ)層各向異性的影響結(jié)論 1)建立了裂縫性低滲透油藏的等效連續(xù)介質(zhì)模型，從而將天然裂縫參數(shù)與儲(chǔ)層有機(jī)結(jié)合起來，為進(jìn)一步研究裂縫性低滲透油藏的滲流規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。2) 天然裂縫顯著提高了平行裂縫發(fā)育方向儲(chǔ)層的滲透率，對(duì)垂直裂縫方向滲透率幾乎沒有什么影響，同時(shí)加劇了低滲透儲(chǔ)層的各向異性。3）對(duì)裂縫的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行應(yīng)用分析表明：裂縫的連通系數(shù)、裂縫線密度、縫開度越大，對(duì)儲(chǔ)層的滲透率影響越大。4) 基質(zhì)滲透率越低，天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響越大，因此，對(duì)于特低滲透油藏來說，天然裂縫的存在具有重要意義，應(yīng)該對(duì)這類油藏加強(qiáng)天然裂縫識(shí)別表征方

48、面的研究。參考文獻(xiàn)1 Kazemi H，Set h M S，Thomas G W.Pressure transient analysis of naturally fractured reservoir with uniform fracture distributionR.SPE2156，1969.2 Warren J E,Root P J.The behaviors of naturally fractured reservoirsR.SPE426，1963.3 De Swaan O A.Analytic solutions for determining naturally fractu

49、red reservoir properties by well testingR.SPE5346,1976.4 李道品，等.低滲透砂巖油田開發(fā)R.北京：石油工業(yè)出版社，19971131.5 裘懌楠，劉雨芬，等.低滲透砂巖油藏開發(fā)模式M.北京：石油工業(yè)出版社，1998：1251.6 秦同洛.關(guān)于低滲透油田的開發(fā)問題J.斷塊油氣田，1994，1(3)：21231.7 黃延章，等.低滲透油層滲流機(jī)理研究M.北京：石油工業(yè)出版社，1998：58791.8 曾大乾，李淑貞.中國(guó)低滲透砂巖儲(chǔ)層類型及地質(zhì)特征J.石油學(xué)報(bào)，1994，16(1)：38461.9 胥元?jiǎng)偅瑥堢?變裂縫導(dǎo)流能力下水力壓裂整體優(yōu)化

50、設(shè)計(jì)方法J.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2000，19(2)：40421.10 丁雁生，陳力，謝變，等.低滲透油氣田“層內(nèi)爆炸”增產(chǎn)技術(shù)研究J.石油勘探與開發(fā)，2001，28(4)：90961.11 李玉喜，肖淑梅.儲(chǔ)層天然裂縫與壓裂裂縫關(guān)系分析J.特種油氣藏，2000，7(3)26291.12 周涌沂，張曉波，李陽，等.一種自適應(yīng)滲流模型的推導(dǎo)與建立J.特種油氣藏，2001，8(3)：36381.13 周涌沂，李陽，孫煥泉，等.低滲透復(fù)雜介質(zhì)中的滲流描述方法研究J.油氣地質(zhì)與采收率，2002，9(2)：14161.14 鄧英爾，劉慈群.垂直裂縫井開發(fā)低滲油藏非線性滲流壓力分析J.石油勘探與開發(fā)，20

51、03，30(1)：81831.15 鄧英爾，劉慈群，王允誠(chéng).垂直裂縫井兩相非達(dá)西橢圓滲流特征線解、差分解及開發(fā)指標(biāo)計(jì)算方法J.石油勘探與開發(fā)，2000，27(1)：60631.16 宋付權(quán)，劉慈群.含啟動(dòng)壓力梯度油藏的兩相滲流分析J.石油大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，23(3)：48501.17 賈永祿，李允，吳小慶，等.特殊開采方式低速非達(dá)西滲流試井模型研究J.西 南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，22(4)：37401.18 程林松，賀立湘，李春蘭，等.含天然微裂縫變形介質(zhì)油藏?cái)?shù)值模擬方法J.石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，25(5)：50521.19 劉建軍，劉先貴，胡雅，張盛宗.裂縫性砂巖油藏滲流的等效連續(xù)介質(zhì)模型J.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，23(增刊)：1581601.20 T，D，范高爾夫.拉特.裂縫油藏工程基礎(chǔ)M.陳鐘祥，金珍年，秦同洛，譯.北京：石油工業(yè)出版社，1989.21 仵彥卿.巖體水力學(xué)參數(shù)的確定方法J.水文地質(zhì)，1998，25(2)：42248.22 翟云芳.滲流力學(xué)M.北京：石油工業(yè)出版社，2003.9.