页岩气藏数值模拟研究现状_于荣泽

页岩气藏数值模拟研究现状_于荣泽

第35卷第1期OIL&GASGEOLOGY2014年2月

doi:10.11743/ogg20140116

文章编号:0253-9985(2014)01-0131-07

页岩气藏数值模拟研究现状

1,2232222

卞亚南,齐亚东,张晓伟,李洋,晏军,王玫珠于荣泽,

(1.北京大学工学院能源与资源工程系,北京100871;

廊坊065007;

2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北

3.中国石油勘探开发研究院,北京100083)

摘要:从页岩气藏气体赋存方式和流动机理、气藏建模方法及数值模拟理论研究和实际应用3个方面阐述了国内外页岩气藏数值模拟技术的研究进展,为该技术的深入研究提供参考。最后,对页岩气藏数值模拟研究进展进行总结,认为存在4个有待于改进和研究的问题:①完善储层模型以考虑有机质的影响;②需要阐明单相气体解吸附、扩散和渗流过程的运移规律和主控因素,并建立气、水两相流动数学模型和数值模型;③天然裂缝和压裂诱导裂缝的准确建模是页岩气藏数值模拟的关键,实际应用中应综合考虑其他监测技术的结果;④针对页岩气藏数值模拟,还需要形成相应的标准和规范,以便更好地指导该类气藏开发。关键词:水力压裂;流动机理;数值模拟;气藏模型;页岩气中图分类号:TE19

文献标识码:A

Areviewofnumericalsimulationofshalegasreservoirs

2

YuRongze1,,BianYanan2,QiYadong3,ZhangXiaowei2,LiYang2,YanJun2,WangMeizhu2

(1.DepartmentofEnergyandResourcesEngineering,CollegeofEngineering,PekingUniversity,Beijing100871,China;2.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development-Langfang,Langfang,Hebei065007,China;

3.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083,China)

Abstract:Thisarticleexpoundsontherecentadvancementofthetechnologyallaroundtheworldthroughthefollowingthreeaspects:shalegasoccurrenceandflowmechanism,gasreservoirmodeling,aswellastheoreticalstudyandapplica-tionofnumericalsimulation.Itsuggeststhatfourissuesremaintobeimprovedandfurtherprobed:①Improvingreservoirmodelingtotaketheeffectoforganicmatteintoconsideration;②Expoundingmoreonflowmechanismandmaincontrol-lingfactorsofsingle-phasegasdesorption,diffusionandpercolation,andestablishingmathematicalmodelandnumericalmodelfortwo-phase(gas/water)flow;③Understandingtheimportanceofaccuratemodelingofnaturalandinducedfrac-turestoshalegasreservoirnumericalsimulation,andcombiningrelatedresultsofotherdetectingtechniquesinpracticalapplication;④Establishingcorrespondingstandardsandnormsforshalegasreservoirnumericalsimulation.Keywords:hydraulicfracturing,flowmechanism,numericalsimulation,gasreservoirmodel,shalegas页岩气是指储集在富含有机质泥页岩中的非常规

天然气,一部分以游离态或溶解状态赋存于孔隙和裂缝中,一部分吸附在有机质和黏土矿物的内表面,可以是生物成因、热解成因或混合成因,在一定地质条件下

[1-3]

。页岩气资源开发聚集成藏并达到经济开采价值

寿命长、清洁环保,但又面临成藏隐蔽、采收率不稳定、

页岩基质中。页岩储层物性差,孔隙喉道半径已达到

纳米级,导致气体在页岩储层中的赋存方式和流动机

[4]

理明显有别于常规气藏和致密气藏。美国、加拿大已进入页岩气藏的高速开发时期,对页岩储层流动机

理和数值模拟方法的研究也逐步开展。页岩气藏数值模拟的难点主要体现在:①与常规气藏相比,页岩气藏气体赋存方式更为复杂、气体运移方式呈现多样化。页岩储层中游离气和吸附气并存,且吸附气占据较大的比例。气体的运移方式主要包括解吸附、扩散和渗流过程;②多数页岩气井需通过大规模水力压裂措施获得工业性气流,水力压裂措施形成的复杂裂缝网络

开发技术要求高、成本高的不利因素。随全球能源需

求的不断攀升,页岩气作为重要的非常规资源已成为油气勘探和开发的研究热点。

页岩气藏与常规天然气藏最显著的区别在于它是

“自生、一个自储”系统,且部分气体以吸附态存储于

收稿日期:2012-10-19;修订日期:2014-01-10。

mail:yurongze2011@163.com。第一作者简介:于荣泽(1983—),工程师,页岩气开发。E-博士、

基金项目:国家重大科技专项(2011ZX05018-005)。

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