《頁巖氣開采問題研究開題報告文獻綜述》3200字

學生姓名學號年級指導教師姓名學院論文題目典型區(qū)塊頁巖氣儲層動用評價與提高動用方式優(yōu)化開始時間完成時間工作地點中國石油大學(北京)選題來源內(nèi)容按照：（一）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀頁巖納米級孔隙中氣體流動能力很弱，壓裂改造區(qū)以外頁巖氣動用程度較低。此外，頁巖氣井開井初期產(chǎn)能遞減快，為提高儲量動用程度需不斷補充新井。對頁巖氣壓裂水平井動用規(guī)律進行研究為開展后期井網(wǎng)加密調(diào)整工作提供理論指導。為了進一步對頁巖氣儲層壓裂效果進行有效定量表征，目前有學者在裂縫半長和導流能力等表征參數(shù)的基礎(chǔ)上引入了改造體積的概念，以描述頁巖氣儲層在水力壓裂過程中形成的錯綜復雜的“網(wǎng)絡(luò)”裂縫。對頁巖氣壓裂水平井動用規(guī)律進行研究，能有效優(yōu)化頁巖氣壓裂水平井的施工參數(shù)，更好地確定頁巖氣壓裂水平井SRV的大小和形狀。目前關(guān)于頁巖氣儲層動用表征研究常用的方法包括：微地震監(jiān)測法、典型生產(chǎn)曲線擬合法、波前快速推進法。微地震技術(shù)的提出最早可追溯到20世紀80年代，然而利用微地震技術(shù)進行儲層壓裂監(jiān)測則是在2006年才開始在油氣勘探領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應用。但在此之前的2004年，已有學者嘗試利用微地震監(jiān)測對頁巖氣壓裂水平井縫網(wǎng)發(fā)育情況進行研究。Fisher等在2004年利用微地震監(jiān)測數(shù)據(jù)研究了FortWorth盆地Barnett頁巖壓裂水平井的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從平面上和垂向上分別對壓裂改造區(qū)的面積以及裂縫高度進行了表征；隨后，Mayerhofer等在2010提出了新的基于微地震監(jiān)測技術(shù)計算頁巖氣壓裂水平井SRV的方法。相較于微地震監(jiān)測方法，典型生產(chǎn)曲線擬合法對壓裂水平井動用規(guī)律的研究采用了另一種不同的思路。Xu等在2012年采用三線性流模型獲得典型試井曲線之后，利用Nobakht等方法計算出視表皮系數(shù)進而確定單井控制儲量，并最終定量計算得到SRV；王軍磊等在2012年基于半解析模型繪制典型生產(chǎn)曲線后，在確定單井控制儲量的基礎(chǔ)上定量計算了SRV。1999年，J.A.Sethian等人針對動邊界運移情況預測問題提出波前快速推進法，后被廣泛應用油藏動用程度研究的過程中。不同學者基于波前快速推進法的計算原理在不同的科學領(lǐng)域?qū)舆吔邕\移問題進行了研究。2007年肖志云等人實現(xiàn)了波前快速推進法在視覺效果還原等方面的應用，通過對圖像數(shù)據(jù)的追蹤方法實現(xiàn)視覺效果還原。2008年，王坤成等人基于波前快速推進法和非局部平均濾波對損壞圖像進行修補，以此來解決波前快速推進法修補過程中出現(xiàn)的模糊問題。2011年，孟憲海等人基于波前快速推進法計算三角網(wǎng)格條件下的地震波走時。波前快速推進法在地震監(jiān)測中體現(xiàn)出了良好的適應性，其原因在于波前快速推進法的計算效率高，穩(wěn)定性強。2013年，Zhang等人考慮儲層的各項異性，實現(xiàn)了波前快速推進法在各項異性儲層中的應用，并利用波前快速推進法實現(xiàn)了儲層參數(shù)擬合和產(chǎn)量預測。黃世軍、滕柏路等人在2014年改進了波前快速推進法的計算精度，利用高精度波前快速推進法對波前運移程函方程進行求解，得到了儲層動用隨時間變化示意圖及儲層動用范圍與時間的定量關(guān)系。滕柏路、程林松等人在2016年在考慮頁巖基質(zhì)吸附解吸特性及滑脫作用影響的前提下，利用多段壓裂水平井的復合線性流模型,將儲層劃分不同的流動區(qū)域，實現(xiàn)儲層動用程度預測。程函方程是近似于波動方程的一階非線性部分差分方程，初始的波前快速推進法不涉及飽和度。波前快速推進法在多相流中的應用目前還不清楚。原因是波前快速推進法使用耦合的飽和度和壓力剖面不是一定能計算出結(jié)果，有的時候還會使得波前快速推進法的計算效率大大下降。所以，目前波前快速推進法往往只應用在單相流的模擬計算中。（二）研究目的和意義由于目前國際能源形勢日趨嚴峻，以頁巖氣為代表的非常規(guī)油氣資源開發(fā)受到更大的關(guān)注。美國“頁巖氣革命”的興起引發(fā)世界各國的關(guān)注，世界各地的頁巖氣開發(fā)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢[1-3]。頁巖氣以其清潔環(huán)保的特點成為了一種極為重要的戰(zhàn)略資源，其成功開發(fā)勢必會使世界油氣能源開發(fā)形成新的局面。頁巖氣藏是一種儲層超致密、孔隙度非常低、滲透率非常低且存在吸附解吸現(xiàn)象的非常規(guī)氣藏，一般無自然產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低。頁巖氣藏在全世界范圍內(nèi)有著巨大的開發(fā)潛力，根據(jù)預測頁巖氣藏全球資源量可達約為456.2×1012m3，全球頁巖氣資源總量相當于煤層氣和致密砂巖氣的總和，具有巨大的開發(fā)潛力，頁巖氣藏主要分布在北美、中亞、中國、拉美、中東、北非。我國頁巖氣資源豐富，具有非常廣闊的開發(fā)前景。因此，開展頁巖氣開采技術(shù)的研究，實現(xiàn)頁巖氣的高效開發(fā)對我國石油工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有非常重要的意義。為了提高頁巖氣藏水平井多段壓裂的效率，目前國內(nèi)頁巖氣藏的開發(fā)已經(jīng)采用平臺井的模式。由于平臺井的引入，油氣在儲層中流動會受到井間壓力干擾的影響，這會使得頁巖儲層的壓力傳播變得十分的復雜，目前基于多井干擾下頁巖氣儲層動用程度的相關(guān)理論研究還比較缺乏。在頁巖氣儲層的生產(chǎn)過程中，井筒附近的壓力開始下降，壓力波前緣不斷向外拓展，動用區(qū)域內(nèi)的氣體不斷流向井筒。儲層的動用范圍越大就意味著供氣區(qū)域越大，在同一儲層中往往代表著生產(chǎn)井產(chǎn)能越高。所以研究儲層的動用情況對于指導頁巖儲層開發(fā)方案的制定，提高氣井的產(chǎn)能具有非常重要的意義。在本文中將利用波前快速推進法，基于多井干擾的相關(guān)理論，對頁巖氣開發(fā)過程中的壓力波前緣進行預測，從而達到預測儲層動用的目的，對頁巖氣的生產(chǎn)開發(fā)具有一定的指導意義。（三）研究內(nèi)容本文本文分為4個章節(jié)第一章調(diào)研文獻，了解波前快速推進法的運算原理，以及解吸、滑脫及擴散等參數(shù)在頁巖儲層動用程度計算中的表征方法。第二章基于波前快速推進法的計算原理，推導出了描述多井干擾下頁巖氣儲層壓力波運移的程函方程，改進程函方程的迎風求解方法，實現(xiàn)了波前快速推進法在非均質(zhì)儲層中的應用。第三章考慮頁巖氣藏滑脫流動和吸附解吸特性，提出了正交網(wǎng)格儲層動用程度評價方法；基于離散裂縫模型，模擬流體在不同介質(zhì)中的流動，提出了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格儲層動用程度評價方法；在儲層動用程度預測的基礎(chǔ)上，建立基于飛行時間的壓力計算模型，提出了基于波前快速推進法的產(chǎn)量評價方法。第四章總結(jié)全文。（四）研究技術(shù)路線頁巖氣在實際生產(chǎn)過程中常常采用平臺井的生產(chǎn)方式，多井生產(chǎn)的條件下常常會產(chǎn)生井間的壓力干擾。為預測頁巖氣儲層在多井條件下的壓力波傳播情況，實現(xiàn)儲層動用程度評價，本文以波前快速推進法為基礎(chǔ)，從波前快速推進法的原理研究入手，構(gòu)建相應的程函方程將波前快速推進法應用頁巖氣藏壓力波傳播的研究中。針對波前快速推進法的計算原理及方法提出改進，使其適應于頁巖氣藏非均質(zhì)儲層和多井開采的條件。在此基礎(chǔ)上，提出了正交網(wǎng)格頁巖氣藏儲層動用程度評價以實現(xiàn)多井生產(chǎn)條件的快速評價，提出了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格頁巖氣儲層動用程度評價方法以實現(xiàn)復雜縫網(wǎng)條件下的頁巖氣儲層動用程度研究，提出了基于波前快速推進法的產(chǎn)量構(gòu)成評價方法以實現(xiàn)動用范圍的壓力分布研究及壓力構(gòu)成研究。（五）工作時間安排第一階段，畢業(yè)論文題目的確定。2021年10月14日--10月23日，在指導老師的幫助下確定與本學科密切相關(guān)的比較感興趣的論文題目。第二階段，相關(guān)文獻的閱讀和論文資料的收集。2021年10月24日--11月11日，充分利用豐富的館藏圖書和中西文電子期刊、數(shù)據(jù)庫資源，及時了解到本領(lǐng)域國內(nèi)外研究動態(tài)，保證文獻的閱讀量。第三階段，資料的整理分析和開題報告的撰寫。2021年11月12日--11月20日，在對國內(nèi)外研究動態(tài)及論文相關(guān)資料整理分析的基礎(chǔ)上，撰寫開題報告。第四階段，撰寫畢業(yè)論文初稿。2021年11月21日--2022年3月24日，在前期文獻研究分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際，結(jié)合自己所學專業(yè)的相關(guān)知識撰寫論文初稿。第五階段，畢業(yè)論文的修改和完善。2022年3月25日--4月14日，進行論文的修改和完善。第六階段，畢業(yè)論文的最終定稿。2022年4月15日--5月19日，對畢業(yè)論文