杜旭林 程林松 牛烺昱 方思冬 曹仁义 ,3)

* (中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249)

† (中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083)

引言

非常规裂缝性储层中,岩石基质提供油气储存空间,人工裂缝、诱导裂缝和天然裂缝提供其流动通道[1].目前油田实际历史数据已表明,地质力学特性对裂缝性油藏的产量起重要作用,会导致一些关键渗流参数发生改变,如基岩的孔隙度和渗透率;此外,致密油藏以“缝控储量”为主[2],岩石形变会引起裂缝开度变化,这对于压裂水平井产能评价的影响极大.传统的应力敏感模型无法揭示深层次的科学道理[3-4],为了准确模拟此类裂缝性多孔介质中的裂缝动态行为和流体流动机理,需要综合考虑流体和岩石两方面的力学性质.

岩石力学中有效应力的概念最早由Terzaghi[5]和Biot[6]提出,并由Biot[7]发展为较完善的三维固结理论,这是研究应力场与渗流场耦合的早期基础.为了将上述的理论基础应用于传统的渗流模型,Barenblatt和Zheltov[8]首次提出了双重孔隙度/双重渗透率的概念,基岩与裂缝为两种重叠的、不同的连续介质,其中基岩完全被裂缝所围绕,用于表征裂缝性多孔介质中的流体和岩石形变.后续,Bai[9]提出了关于双重介质更为严格的物理解释即双孔有效应力理论,用于分析不同尺度的裂缝和基质的形变.针对多孔介质流固耦合数学模型的建立,Wilson 和Aifantis[10]、Beskos 和Aifantis[11]和Khaled 等[12]建立了基于有限元法的双重介质流固耦合模型,该模型的主要问题在于其忽……