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页岩气藏压裂数值模拟研究

张平平  
【摘要】:页岩气藏是一种“自生、自储”式的非常规气藏,主要包括吸附气及游离气,吸附气以吸附状态、游离气以游离状态存在。其非常规性表现于页岩气藏开采寿命一般可达30年~50年,甚至更长,因此页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,并且大部分页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期稳产。因此,对保持中国天然气的持续稳定发展来说,能否有效的对页岩气藏进行合理的开发及利用起着十分重要的意义。由于中国对页岩气藏的研究才刚刚起步,因此对于页岩气藏的数值模拟研究显得尤为重要。 本文在有限元法基本原理的基础上,考虑了页岩气吸附解吸特性,并对页岩气进行三维压裂数值模拟研究。采用混合单元对空间进行离散:裂缝采用面单元进行描述,地层则采用随机四面体单元进行描述。此有限元法的数值模拟器采用Fortran语言编制,并可通过此模拟器得到了相对稳定的计算结果。此数值模拟器运用的有限元方法与目前常用的差分法比较,在裂缝的描述上具有显著优点,表现更加精准、灵活,更加符合实际的情况,并且可对复杂裂缝进行合理描述。 本论文建立了基本验证实例,以此检验了有限元方法并验证模型计算结果的精准性,并对页岩气藏产能进行动态分析,为页岩气藏数值模拟及页岩气藏的产能研究提供了新的方法。


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