作者及单位（中文）：
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Samarth Agrawal（萨马思·阿格拉瓦尔）：美国德克萨斯大学奥斯汀分校，石油与地质系统工程系（硕士研究生）
摘要：
在低渗透/致密/非常规气藏压裂作业中，一个主要挑战是压裂液损失以及因液体滞留在基质或裂缝中而导致的井产能下降。现场结果表明，返排后仅有15–30%的压裂液被回收。以往研究认为，这部分水因基质中高毛细管压力而滞留在裂缝面附近的岩石基质中。过去已有大量研究致力于理解水力压裂常规气井中的液相堵塞问题，并提出了多种补救措施，如吞吐气循环、醇类或表面活性剂化学处理等。然而，对于非常规气藏水平井中的水力裂缝，液体也可能滞留在裂缝内部，从而影响裂缝的清洁和井产能。本研究表明，在典型致密/页岩气藏的气体流速下，裂缝内很可能发生积液。以往大多数模拟研究采用二维油藏模型，并忽略重力作用，认为这些致密油藏基质具有极高的垂向各向异性（或极低的垂向渗透率）。而本研究采用三维模拟，考虑了重力和毛管压力效应，使用CMG IMEX和GEM模拟器分别研究了干气和湿气情况下的裂缝内积液现象。研究分析了压差、裂缝和储层属性对积液和井产能的影响。结果表明，低压差、低基质渗透率或低初始产气量会加剧裂缝内的积液问题，从而影响初期生产时的裂缝清洁度和产气能力。对这些现象的清晰理解有助于优化生产设施选择和井身结构设计。
CMG软件应用情况：
本文使用 CMG IMEX™ 和 CMG GEM™ 两款模拟器进行数值模拟。IMEX用于黑油模型模拟，研究压裂液注入与返排过程，分析不同压差、基质渗透率、裂缝渗透率、裂缝高度和关井时间对裂缝内水相饱和度及产气量的影响。GEM用于组分模拟，研究干气-水系统中的水相蒸发和速度相关相对渗透率（VDRP）对返排效果的影响，以及凝析气藏（贫凝析油和富凝析油）中水相和凝析油在裂缝内的积存行为及其对产气能力的影响。模拟中采用了Peng-Robinson状态方程、Langmuir吸附模型、Stone II三相相对渗透率模型、Pope等人提出的速度相关相对渗透率模型以及水蒸发模型。
结论：
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返排期间的井底流压是控制裂缝内压裂液积存程度及产气能力的重要因素。
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极低基质渗透率（<1 μD）会导致裂缝内严重积液。
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高裂缝导流能力可改善裂缝上部区域的清洁，但重力可能超过粘性力，导致裂缝底部积液。
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压裂后长时间关井（在返排前）并未显示出显著的长期产能提升效果，这与某些页岩气田现场观测结果不同，可能与模拟中未包含的其他机理有关。
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裂缝面的水相蒸发可提高压裂液回收率，但依赖于气体流量。对于纳米达西级渗透率储层，在有限压差下蒸发清洁效应可能在几年内不显著。
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速度相关相对渗透率影响压裂液注入期间及返排初期裂缝和基质中的水饱和度，但在致密储层低稳态流速（低毛管数）下，其长期影响较小。
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高水相端点相对渗透率（高水相流动性）的相对渗透率曲线能更好地促进压裂液清洁。
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对于贫凝析油储层，高压差可改善压裂液清洁效果。
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对于富凝析油储层，高压差（井底流压低于露点）不一定能成比例地提高产气量，因为裂缝和基质中凝析油饱和度增加会严重降低气相相对渗透率。
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在相同压差和储层属性下，贫凝析油系统的累计产气量高于富凝析油系统。