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摘要：从致密气藏以经济速率进行开采具有极大挑战性，这不仅是因为其内在渗透率极低，还因为钻井、完井、压裂和生产作业过程中可能发生多种形式的地层损害。致密气藏开发中常用的策略是水力压裂和水平井钻井。然而，在许多致密气藏案例中，控制井生产力和地层损害机制的关键因素尚未被充分理解，因为在致密储层中对这些因素进行表征具有挑战性。
在本论文中，我展示了不同的井和储层参数如何控制致密气藏的井生产力和损害机制。构建并运行了Whicher Range致密气田的储层模拟模型。将解析和数值模拟方法与岩心驱替实验及致密气田数据分析相结合，以表征关键储层参数并理解不同参数对井生产力的影响。
通过岩心驱替实验数据分析，为Whicher Range致密气藏生成了相对渗透率曲线，并定量展示了使用油基钻井液而非水基钻井液如何减少相捕集损害。本研究引入了一种新的致密气藏试井分析技术，可降低平均储层渗透率估算的不确定性，并提出了一个新的相关关系以确定致密储层中天然裂缝的渗透率。我研究和分析了Whicher Range致密气田的不同井完井、生产和储层数据，以确定为何实际产量显著低于预期，并调查可能的补救策略以实现可行的天然气产量。
基于本研究，与水力压裂相比，在欠平衡条件下使用非水基流体钻进长水平定向井可能更高效。为进一步提高井生产力，最优策略包括：钻井时采用高偏度以相交多个砂层；将井眼方向定向为垂直于最大水平应力以相交更高渗透率通道并控制井眼稳定性问题；采用裸眼完井以利用大井眼 breakout 带来的井眼扩大优势；下入槽孔衬管以控制井眼坍塌；在最大水平应力方向进行裸眼射孔以实现更深的地层穿透；以及从钻井和压裂流体中卸载井眼。这些措施有助于从致密气藏实现商业天然气产量。