注采条件下的裂缝介质地震响应模拟研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:alim_zheng
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注采主要是通过向地下储层注入流体,改变地层压力或者改善储层性质,以提高采油率的过程。不论是注采初期通过水力压裂制造油气运移的裂缝通道,还是裂缝性油气藏的开采,都不可避免会碰到裂缝。因此精确模拟出裂缝周围的流体压力可以提高地震勘探的精度。在注采过程中所用到的注采液和开采的原油都是典型的非牛顿流体。靠传统实验得来的达西渗透定律已经很难描述其渗透规律,本文充分利用介观格子Boltzman方法多尺度优点,模拟非牛顿流体在裂缝中的流动以及引起周边压力的变化,对比牛顿流体在裂缝中的流动和压力扩散。寻找其在真实环境下的不同流体压力在裂缝中的扩散规律。同时使用格子Blotzmann方法求解偏微分扩散方程,建立流体宏观扩散系数与介观松弛因子之间的联系。对于裂缝介质条件下的格子玻尔兹曼方程,引入极坐标,推导了裂缝方位角与裂缝介质的扩散系数之间的关系。用D2Q9模型验证了格子Boltzmann方法模拟各向异性介质中流体压力扩散的有效性。并在三维情况下,用D3Q15模型验证了该方法在三维裂缝压力扩散数值模拟下的合理性和可靠性。为实际注采裂缝中压力扩散数值模拟做好基础准备。最终在简化的注采数值裂缝中,进行数值模拟,计算地层中复杂裂缝下流体运移导致压力的扩散过程。本文最后通过计算充满压力的裂缝介质中的柔度,由柔度得到裂缝介质的弹性系数,进而波动方程正演模拟。采用等效弹性波分离方程,使用交错网格有限差分方法,得到了注采裂缝介质下的纯纵波波场和纯横波波场。通过不同注采条件下分离后纵横波场的分析对比,探究了不同流体压力在注采裂缝介质中扩散后对波场散射衰减的影响,为水力驱油,地层压力的变化预测、注采液的合理应用提供可靠依据。
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