Shale Reservoir Simulation in Basins with High Pore Pressure and Small Differential Stress
摘要：页岩（泥岩）储层的烃类生产在全球能源供应中具有基础性地位。从页岩油藏中开采商业量的烃类需要结合水平井钻井、水力压裂和多段完井技术。这些技术会形成导流水力裂缝，可能与天然裂缝和层理面相互作用。微地震研究和现场试验发现了可能导致井筒流动性能不理想的复杂水力裂缝几何形态的证据。本研究使用商业油藏模拟器（CMG IMEX）考察三种水力裂缝几何形态（“情景”）对超压页岩油藏井筒产量的影响。第一种情景为参考案例，包含理想化的垂直水力裂缝。第二种情景为正交水力裂缝网络，由带有垂直次级裂缝的垂直水力裂缝组成。第三种情景为带有水平层理面裂缝的垂直水力裂缝。我们还生成了额外的模拟模型，旨在捕捉不同裂缝特性（如天然裂缝方位和间距、每段水力裂缝数量、垂直次级裂缝和水平裂缝数量以及裂缝闭合机制）对烃类生产的影响。结果表明，理想平面裂缝是对各向异性页岩油藏中水力裂缝几何形态的过度简化。它们无法在油藏模拟中代表复杂几何形态，导致烃类产量预测出现意外偏差。研究还显示，未支撑水平裂缝的产生会损害烃类产能，而垂直次级裂缝则能增强初始油藏流体产量。
水平水力裂缝的产生是高压孔隙压力和转换走滑-逆冲断层构造环境下可能出现的特定情景。这些条件已在非常规源岩油藏中报道，例如美国东北部宾夕法尼亚州和西南部弗吉尼亚州的马塞勒斯页岩，以及沙特阿拉伯贾夫拉盆地图瓦伊克山组。我们的研究结果表明，与参考案例相比，水平水力裂缝的存在可能会使累积烃类产量减少20%，初始烃类产量减少55%。我们的工作通过独特的油藏模拟，使我们能够评估不同变量对井筒生产性能的影响，并理解不同水力裂缝几何形态对烃类生产的作用。
沙特阿拉伯图瓦尔国王阿卜杜勒·阿齐兹科技大学
Figure 2.3: Fracturing uid design.
Figure 2.4: Schematic diagram of hydraulic fractures and natural fractures interaction
when using slick water fracturing uid (Map view).
Figure 4.6: Comparison between the gridding used in the MINC model and the
LS-LR-DK model (map view).
