基于高精度边界元法的多尺度多机制复杂缝网页岩气藏压裂水平井动态模拟

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51774243
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0402.油气开采
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Multi-scaled pores in shales lead to multiple storage and flowing mechanisms of shale gas, such as viscous flow, diffusive flow, desorption, stress-sensitivity, et al. Shale gas flowing problems become even more complicated because of the complex fracture network caused by multi-stage hydraulic fracturing in shale gas reservoirs. The fracture network, which is composed of natural fracture, primary hydraulic fracture and induced fractures, usually has irregular shape. Furthermore, the conductivities of fractures of different types in the fracture network can also be quite different, causing difficulties in simulating gas flow of fractured horizontal wells in shale gas reservoirs. Many theoretical models and experimental discussions on multiple flowing mechanisms of shale as well as multi-scaled pore structures in shales can be found in recent literatures; however, most of the models in literatures can not accurately represent the complex fracture network (irregular shape and different conductivities of primary hydraulic fracture, induced fracture and natural fracture) around fractured horizontal wells in shale gas reservoirs; thus corresponding analysis on transient pressure and production dynamics always has a certain deviation from actual field production performance. Multi-stage fractured horizontal wells (MFHWs) have been proven to be the most-efficient technology in exploitation of shale gas. Accurate simulation of transient pressure and production dynamics is of great importance in determination of important dynamic parameters of shale gas reservoirs, performance prediction of shale gas wells, production planning of shale gas and optimization of hydraulic fracturing of horizontal wells in shale gas reservoirs. Considering the advantages of the boundary element method (BEM) in dimensionality reduction and the treatment of complex boundary shape and its high precision, the project aims to propose a series of theoretical models to accurately simulate transient pressure as well as production dynamics of MFHWs in shale gas reservoirs based on experimental and theoretical research on multiple flowing mechanisms of shale gas in multi-scaled pores. Prospective research results of the project have important theoretical significance and application value in scientific and efficient development of shale gas reservoirs.
页岩储层多尺度孔隙特征决定了烃类赋存和运移方式的多样性:黏性流、扩散、解吸、应力敏感等。更为复杂的是,页岩气藏水平井多级压裂时,常形成复杂的缝网结构——天然裂缝与主裂缝及各级次级裂缝相互交错的复杂缝网,其形态常不规则,且各种裂缝导流能力也存在明显差异,故其流动机理也变得异常复杂。近年来的页岩气渗流理论研究虽对页岩储层多尺度多机制特征进行了不少讨论,但对复杂缝网仍考虑不足,这导致建立的页岩气井不稳定压力和产量动态模型过于简单,与实际情况差异太大。作为开采页岩气藏最有效的多级压裂水平井,正确模拟其压力和产量动态对做好页岩气藏参数识别、气井生产动态预测、天然气生产规划以及压裂参数优化均具有非常重要的意义。为此,本课题将在深入研究多尺度多机制复杂缝网页岩气藏渗流机理的基础上,利用边界元法的降维性、高精度性和处理复杂形状边界的灵活性,建立更符合实际的页岩气井动态模型,为页岩气开发提供理论和技术支撑。

结项摘要

本课题从页岩储层孔隙特征研究出发,深入分析和研究了多尺度多机制复杂缝网页岩气的渗流机理。在此基础上,利用边界元方法的降维性、高精度性以及在处理复杂形状内边界渗流问题时的灵活性,建立了更加符合实际情况的页岩气藏多级压裂水平井不稳定渗流模型,模拟并分析了压力动态特征,划分出了典型流动阶段,并对不稳定产量动态行了模拟和分析,研究成果可为页岩气试井分析、页岩气井产量动态模拟以及页岩气高效开发提供重要的理论和技术支撑。.页岩微观孔隙结构特征分析表明,页岩储层孔隙结构复杂,多尺度孔隙并存,这决定了页岩气赋存方式与流动机制的多样化:在赋存方式上既有游离态,也有吸附态,还有少量溶解态;在流动机制上,既有压力差作用下的粘性渗流,又有浓度差作用下的扩散,在流动过程中还存在较显著的渗透率应力敏感效应。页岩气藏多级压裂水平井体积压裂所形成的人工裂缝除了有限条主裂缝外,还有大量纵横交错的次级裂缝,此外气藏中还有天然微裂缝。主裂缝可视为离散裂缝,而次级裂缝和天然微裂缝则由于数量众多,可作为存在物性差异的连续介质来进行处理。.本项目综合考虑多尺度多流动机制,基于高精度边界元方法建立了页岩气藏压裂直井和压裂水平井不稳定渗流模型,并成功地进行了求解和编程计算。结果表明,裂缝导流系数、裂缝半长、裂缝条数、扩散系数、吸附解吸系数、内外区流度比、外边界形态等对井底压力动态具有显著影响;压裂改造区渗透率、裂缝条数、裂缝半长、体积压裂改造范围、裂缝导流系数等均是影响页岩气井产量大小的重要因素。利用本项目所建模型,对我国某页岩气区块实际气井测试资料进行了试井解释,实现了较好拟合,获得了页岩储层渗透率、压裂缝半长等压后参数。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
高含硫复合气藏试井解释模型研究
  • DOI:
    10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2018.06.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    油气藏评价与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海涛;寇祖豪;张烈辉;郭晶晶
  • 通讯作者:
    郭晶晶
考虑非达西渗流的复合页岩气藏试井模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    东北石油大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海涛;彭倩;张烈辉;郭晶晶;聂权
  • 通讯作者:
    聂权
弱底水碳酸盐岩礁相气藏压裂井试井模型研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-6535.2020.03.015
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    特种油气藏
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文昌;王海涛
  • 通讯作者:
    王海涛
Transient Pressure Analysis of a Multiple Fractured Well in a Stress-Sensitive Coal Seam Gas Reservoir
应力敏感煤层气藏多重压裂井瞬态压力分析
  • DOI:
    10.3390/en13153849
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    ENERGIES
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Kou, Zuhao;Wang, Haitao
  • 通讯作者:
    Wang, Haitao
A semi-analytical model for the transient pressure behaviors of a multiple fractured well in a coal seam gas reservoir
煤层气藏多裂缝井瞬态压力行为半解析模型
  • DOI:
    10.1016/j.petrol.2020.108159
  • 发表时间:
    2021-01-02
  • 期刊:
    JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang, Haitao;Kou, Zuhao;Chen, Zhuoting
  • 通讯作者:
    Chen, Zhuoting

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其他文献

基于FPGA的伽马射线脉冲数字高斯成形算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    核电子学与探测技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海涛;周建斌;谈扬宁;魏雄
  • 通讯作者:
    魏雄
新疆地震台网对新疆呼图壁大容量气枪震源信号的接收能力及其影响因素分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国地震
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏金波;王琼;王海涛;史勇军;陈向军;冯磊;陈昊;张文秀
  • 通讯作者:
    张文秀
钢管混凝土柱-钢梁单边高强螺栓端板连接框架的拟静力试验研究
  • DOI:
    10.15951/j.tmgcxb.2017.04.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    土木工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王静峰;王海涛;王冬花
  • 通讯作者:
    王冬花
去甲基斑蝥素促进2-氰基-3,12-二氧代齐墩果烷-1,9(11) -二烯-28-酸甲酯介导的抗骨肉瘤作用
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2018.06.035
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张翼;时程程;张华鹏;王海涛;殷力
  • 通讯作者:
    殷力
基于低色散无网格仿真模型的舱室薄壁-腔体振声耦合研究
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2017.18.016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海涛;曾向阳;杜博凯;陈克安
  • 通讯作者:
    陈克安

其他文献

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王海涛的其他基金

基于多重烃类运移机制的页岩气藏多级压裂水平井渗流机理与模型研究
  • 批准号:
    51304165
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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