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中国石油大学学报（自然科学版） 2015年第3期39卷 126-131页

作者：糜利栋姜汉桥李涛李俊健中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249 中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司广东深圳518067

页岩储层孔隙结构复杂,基质渗透率低,天然裂缝发育,水平井体积压裂为其主要生产手段,表现出以裂缝系统裂缝渗流为主,基质系统扩散流、滑脱流以及吸附-解吸附现象共同作用的多尺度流动特点。基于离散裂缝建立页岩气渗流数学模型,利用有... 详细信息

页岩储层孔隙结构复杂,基质渗透率低,天然裂缝发育,水平井体积压裂为其主要生产手段,表现出以裂缝系统裂缝渗流为主,基质系统扩散流、滑脱流以及吸附-解吸附现象共同作用的多尺度流动特点。基于离散裂缝建立页岩气渗流数学模型,利用有限元分析方法进行数值求解,通过实例研究分析页岩气生产动态特征,以及开发过程中压裂级数和裂缝半长对储层压力分布和页岩气井生产动态特征的影响。结果表明:页岩气井初期产量高,但递减快,生产周期长;开发初期以裂缝渗流为主,压裂级数起主导作用,级数越多,压力波传播越快,储层压力下降明显,产能主要集中在生产初期;开发后期以基质渗流为主,裂缝半长作用增强,产量递减率下降,生产井附近压力接近废弃压力,生产能力下降。

关键词：页岩气离散裂缝模型裂缝流动态特征

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基于离散裂缝模型的复杂裂缝系统水平井动态分析

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中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第2期38卷 109-115页

作者：孙致学姚军樊冬艳王月英张矿生中国石油大学石油工程学院山东青岛266580 长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021

针对目前人工压裂裂缝存在倾斜、分支及不对称分布等情况,提出复杂裂缝系统下水平井渗流数值计算方法。首先对裂缝系统进行显式处理,分别建立基岩和复杂裂缝系统的数学模型,利用有限元方法对模型进行求解,并基于离散裂缝模型对裂缝系统... 详细信息

针对目前人工压裂裂缝存在倾斜、分支及不对称分布等情况,提出复杂裂缝系统下水平井渗流数值计算方法。首先对裂缝系统进行显式处理,分别建立基岩和复杂裂缝系统的数学模型,利用有限元方法对模型进行求解,并基于离散裂缝模型对裂缝系统进行显式降维处理,以减少数值计算量。与Odeh和Zerzar模型对比验证数值算法的正确性,并对复杂裂缝系统下的水平井进行计算。结果表明:压裂水平井除常见的4种流动形态(不包括外边界),早期还可能存在裂缝内的径向流动;定产量生产时早期裂缝内径向流动不再出现,且外部裂缝产量所占比例增大;水平井定井底流压生产时,裂缝分支增加了储层改造体积,能大幅度提高压裂水平井产量。

关键词：油藏动态分析复杂裂缝系统压裂水平井离散裂缝模型有限元数值方法

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基于离散裂缝模型的页岩油储层压裂渗吸数值模拟

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工程科学学报 2022年第3期44卷 451-463页

作者：徐荣利郭天魁曲占庆陈铭覃建华牟善波陈唤鹏张跃龙中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 新疆油田公司勘探开发研究院克拉玛依834000 新疆正通石油天然气股份有限公司克拉玛依834000

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×10^(3) mol·m^(-3),压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著.为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二... 详细信息

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×10^(3) mol·m^(-3),压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著.为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二维离散裂缝网络模型,开展了页岩油储层压裂液泵注和关井阶段渗透压、毛管力、关井时间、盐浓度、膜效率、分支缝面积占比等对渗吸的影响规律研究.结果表明:①滤失主要由压力差、毛管力和渗透压3种机制驱动,其中压力差是滤失的关键控制机制;②关井时间对压裂液的渗吸作用影响较大,关井50 d时,前15 d渗吸量可达到总渗吸量的80%,且关井压力扩散会波及到两侧压裂段;③与压力扩散相比,渗透压达到平衡的时间较长,对于地层水矿化度为4.786×10^(3) mol·m^(-3)的情况,裂缝附近的矿化度达到600 mol·m^(-3)左右所需关井时间为50 d;④由于压力差是渗吸主要驱动力,页岩膜效率对渗透压力扩散影响微弱,页岩膜效率30%与5%相比渗吸量仅增加4%;⑤对于密切割压裂,关井后,含水饱和度受小间距水力裂缝控制,分支缝对渗吸含水饱和度的影响有限.

关键词：页岩油储层渗吸渗透压离散裂缝模型数值模拟关井时间

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基于模拟有限差分法的离散裂缝模型两相流动模拟

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中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第6期38卷 97-105页

作者：黄朝琴高博王月英严侠姚军中国石油大学石油工程学院山东青岛266580

模拟有限差分作为一种新型数值计算方法,因其良好的局部守恒性和对复杂网格系统的适用性,在计算流体力学和油藏数值模拟中得到应用。将模拟有限差分方法进一步应用于离散裂缝流动模拟中,对模拟有限差分法的基本原理进行详细阐述,建立相... 详细信息

模拟有限差分作为一种新型数值计算方法,因其良好的局部守恒性和对复杂网格系统的适用性,在计算流体力学和油藏数值模拟中得到应用。将模拟有限差分方法进一步应用于离散裂缝流动模拟中,对模拟有限差分法的基本原理进行详细阐述,建立相应的离散裂缝数值计算格式,并采用IMPES方法对其两相流问题进行求解,并与实验结果对比。对比结果验证了新方法和程序的正确性,通过复杂离散裂缝算例进一步验证了方法的正确性和程序的鲁棒性。

关键词：裂缝性介质模拟有限差分离散裂缝模型数值模拟两相渗流

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基于离散裂缝模型的裂缝性油藏注水开发数值模拟

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计算物理 2011年第1期28卷 41-49页

作者：黄朝琴姚军王月英吕心瑞中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266555

针对目前裂缝性油藏数值模拟方法存在的问题,基于单裂缝等效的概念,建立离散裂缝模型.对宏观大裂缝进行显式降维处理,在保证高计算效率的同时能够真实地反映裂缝对整个油藏流体流动的影响.详细阐述模型的基本原理,基于Galerkin加权残量... 详细信息

针对目前裂缝性油藏数值模拟方法存在的问题,基于单裂缝等效的概念,建立离散裂缝模型.对宏观大裂缝进行显式降维处理,在保证高计算效率的同时能够真实地反映裂缝对整个油藏流体流动的影响.详细阐述模型的基本原理,基于Galerkin加权残量法推导有限元数值计算格式,实现二维问题的数值模拟,通过算例验证模型和算法的正确性.以此为基础,分析裂缝对注水开发效果的影响.计算结果表明,对于裂缝发育程度不高尤其是当油藏中存在数条控制着流体流动方向的大裂缝时,离散裂缝模型具有很好的适用性.

关键词：裂缝性油藏离散裂缝模型注水开发数值模拟有限单元法

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基于离散裂缝模型的低渗透油藏开发数值模拟

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计算物理 2015年第2期32卷 177-185页

作者：孙静静黄朝琴姚军李爱芬王代刚中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 斯伦贝谢(北京)技术公司北京100084 中国石油勘探开发研究院北京100083

基于低渗透油藏的人工压裂开采的离散裂缝模型,考虑基质岩块中非达西渗流模式,对此类油藏的注水开发进行数值模拟研究.首先对裂缝进行降维处理,建立相应的数学模型;考虑裂缝的复杂几何形状,基于非结构化网格应用控制体积有限差分法进行... 详细信息

基于低渗透油藏的人工压裂开采的离散裂缝模型,考虑基质岩块中非达西渗流模式,对此类油藏的注水开发进行数值模拟研究.首先对裂缝进行降维处理,建立相应的数学模型;考虑裂缝的复杂几何形状,基于非结构化网格应用控制体积有限差分法进行数值求解,通过数例验证方法的正确性;给出两个注水开发数值算例,分析不同非达西渗流模式对开发效果的影响.

关键词：低渗透油藏离散裂缝模型非达西渗流两相流控制体积有限差分法

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基于有限体积法的离散裂缝模型两相流动模拟

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西南石油大学学报（自然科学版） 2012年第6期34卷 123-130页

作者：吕心瑞姚军黄朝琴赵娟中国石化石油勘探开发研究院北京海淀100083 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266555 中海油研究总院北京东城100027

正确认识裂缝性油藏流体流动规律是其高效开发的基础,离散裂缝模型因其对裂缝予以显式降维处理,能够大大提高计算效率而逐渐成为当前研究的热点。有限体积法在控制体单元上具有明确的物理意义,能够严格保证局部质量守恒,适用于流场性质... 详细信息

正确认识裂缝性油藏流体流动规律是其高效开发的基础,离散裂缝模型因其对裂缝予以显式降维处理,能够大大提高计算效率而逐渐成为当前研究的热点。有限体积法在控制体单元上具有明确的物理意义,能够严格保证局部质量守恒,适用于流场性质不连续的情况。基于Delaunay三角网的对偶网格构建有限体积控制单元,推导了离散裂缝模型油水两相流动控制方程的有限体积数值计算格式,实现了离散裂缝模型油水两相数值模拟,通过算例验证了该方法的正确性与高效性。研究表明:该方法能够严格保证局部质量守恒,计算过程中收敛性较好,适用于离散裂缝油藏的数值模拟,与单孔隙介质模型计算结果具有很好的一致性,计算效率提高2.5～3.0倍。

关键词：裂缝性油藏有限体积法离散裂缝模型油水两相流数值模拟

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基于离散裂缝模型的裂缝性介质等效渗透率求解新方法

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科学技术与工程 2014年第16期22卷 36-40,54页

作者：张世明严侠孙红霞黄朝琴姚军中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石化胜利油田地质科学研究院东营257015 中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580

等效渗透率是裂缝性介质流动数值模拟中的关键参数,基于离散裂缝模型,考虑每条裂缝的空间分布和属性参数对流动的影响,建立了一种计算裂缝性介质等效渗透率的新方法。首先,对裂缝性介质进行粗网格划分,获取每一粗网格中的裂缝信息,采用... 详细信息

等效渗透率是裂缝性介质流动数值模拟中的关键参数,基于离散裂缝模型,考虑每条裂缝的空间分布和属性参数对流动的影响,建立了一种计算裂缝性介质等效渗透率的新方法。首先,对裂缝性介质进行粗网格划分,获取每一粗网格中的裂缝信息,采用封闭定压边界建立相应的离散裂缝流动数学模型,在此基础上应用Galerkin有限元方法对此模型进行求解;然后基于达西定律和体积平均法求取粗网格的等效渗透率;最后,通过算例研究验证了本文方法的正确性和高效性。

关键词：裂缝性介质等效渗透率离散裂缝模型有限元体积平均法

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基于离散裂缝模型致密储层压裂直井动态分析

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科学技术与工程 2017年第32期17卷 74-80页

作者：李友全张德志阎燕于伟杰樊冬艳李龙龙张林中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院东营257015 中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580

针对致密油藏渗流规律表现出的启动压力梯度和应力敏感等非线性特征,基于离散裂缝模型建立致密油藏压裂直井的不稳定渗流模型。由于有限体积方法具有物理意义明确的特点,易于计算压力梯度,方便考虑启动压力梯度的影响,采用该方法对模型... 详细信息

针对致密油藏渗流规律表现出的启动压力梯度和应力敏感等非线性特征,基于离散裂缝模型建立致密油藏压裂直井的不稳定渗流模型。由于有限体积方法具有物理意义明确的特点,易于计算压力梯度,方便考虑启动压力梯度的影响,采用该方法对模型进行数值求解,并对压力动态进行敏感性分析。结果表明:启动压力梯度与应力敏感的存在使得压力导数曲线上翘,启动压力梯度与渗透率模数越大,上翘幅度越大,流动阶段越难划分;与启动压力梯度不同,应力敏感使得边界响应段的压力导数曲线上翘;裂缝半长越短,启动压力梯度和压敏效应导致的曲线上翘越明显;裂缝导流能力对早期流动阶段的影响较大,随着裂缝导流能力的增大,压力导数曲线向下移动。

关键词：致密油藏启动压力梯度应力敏感不稳定渗流离散裂缝模型

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基于离散裂缝模型的裂缝井渗流压力场分析

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油气地质与采收率 2011年第3期18卷 67-69,73页

作者：单娴姚军中国石油大学(华东)石油工程学院山东东营257062

人工压裂技术是低渗透油藏开采的重要技术手段,为深入了解垂直裂缝井生产过程中地层压力分布规律,基于离散裂缝模型,对人工裂缝进行降维处理,实现对裂缝的合理简化,在保证计算精度的同时有效提高计算效率。以此为基础建立裂缝井渗流压... 详细信息

人工压裂技术是低渗透油藏开采的重要技术手段,为深入了解垂直裂缝井生产过程中地层压力分布规律,基于离散裂缝模型,对人工裂缝进行降维处理,实现对裂缝的合理简化,在保证计算精度的同时有效提高计算效率。以此为基础建立裂缝井渗流压力计算模型,利用有限元方法进行离散求解,得到不同时间地层中压力的剖面图。通过对定压边界下单裂缝井和多裂缝井的计算可以看出,对于定产量生产的油井,在相同的生产时间内,裂缝内压力下降幅度明显高于地层,压力也比周围区域偏低。对于同一地层中的不同裂缝,裂缝导流能力越强,流体在裂缝内流动时消耗压力越少,井底压力等值线越稀疏。井底附近等压线为一组近似椭圆,其长轴长度与裂缝长度有关。

关键词：离散裂缝模型人工裂缝有限元裂缝导流能力裂缝长度等压线

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