摘要
我国超低渗透油藏储量丰富，通常采用注水的方式补充地层能量，但由于此类油藏的注入性差，注水压力通常较高，导致裂缝以多种形式从注水井井底向生产井蔓延，这种复杂的裂缝动态变化显著增加油藏的非均质性，极大影响开发效果。但传统的油藏数值模拟软件只能考虑静态裂缝，无法模拟裂缝的扩展过程而忽略了注水诱导裂缝对油藏开发的影响，因此本文开展适用于注水诱导裂缝的高效数值模拟方法研究。 首先，对Y2超低渗透油藏典型区块的生产动态规律和物理实验现象进行分析与总结，明确了注水诱导裂缝扩展特征，结合超低渗透油藏的地质条件揭示了注水诱导裂缝的形成机理，并划分裂缝的三类扩展模式，包括张性裂缝的直线扩展、剪切裂缝的转向扩展、交叉裂缝的融合扩展。 其次，基于嵌入式离散裂缝模型，引入力学判别模块并动态改进前处理算法，建立注水诱导裂缝的数值表征方法，形成了适用于长期注水过程中张性裂缝模拟的动态嵌入式离散裂缝模型，并通过混合边界元离散方法和动态网格加密技术提高了模型的精度。 然后，以此为基础应用裂缝单元法建立了Ⅰ型-Ⅱ型复合裂缝的转向扩展模型并引入裂缝交叉判别准则，通过与动态嵌入式离散裂缝模型相耦合，形成了适用于裂缝转向扩展以及主裂缝遭遇天然裂缝过程的数值模拟方法，实现了动态嵌入式离散裂缝模型对于复杂裂缝扩展情况的模拟。 再次，应用动态嵌入式离散裂缝数值模拟方法建立注水诱导裂缝注采井组模型，进行裂缝扩展主控因素敏感性分析，包括基质渗透率、最小主应力、注水强度、原始地层压力、地应力差、裂缝倾角、井网类型和天然裂缝分布8种参数，重点研究了裂缝扩展速度与扩展形态的变化规律，明确了裂缝扩展对于油井生产动态指标的影响程度。 最后，针对Y2油藏中注水诱导裂缝发育的典型井组开展实例研究，应用动态嵌入式离散裂缝数值模拟器模拟了注水诱导裂缝的扩展过程，拟合了裂缝扩展影响下的油井生产动态指标。同时扩展了数值模拟器的适用范围，建立了“压-闷-采”一体化数值模型，实现了对压裂水平井全生命周期开发历程的模拟。 本文提出的注水诱导裂缝数值模拟方法弥补了商业数值模拟软件对于长期注水开发过程中裂缝诱导变化模拟的不足，实现了针对不同注水开发情况下复杂裂缝扩展问题的高效模拟，为超低渗透油藏注水开发的研究提供了有力工具。
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