我国非常规油气储量丰富,超过常规油气的3倍,是增储上产的重要阵地。水力压裂技术的进步引发了北美非常规油气革命,使美国从石油进口国变成出口国,其中裂缝扩展和开采数值模拟是压裂开发方案设计的“核芯”技术,被Schlumberger、Halliburton等国际石油公司争相研究、抢占制高点。但与北美相比,我国非常规油气藏历经多次构造运动,地质条件复杂,现有数值模拟技术适用性差,难点为:①天然裂缝和层理发育,非均质性更强,复杂压裂缝网预测难;②岩心实验难以开展,数值模拟是获取流动参数最佳技术手段,但储层矿物组构复杂、孔隙多尺度特征显著,流动模拟难;③压裂后储层应力敏感和多尺度性加剧,不同介质流动模式差异大,流固耦合模拟难。国家和油田企业项目支持下,经十余年攻关,创建了考虑微尺度效应的非常规油气藏压裂和开采全过程流固耦合数值模拟方法,形成国际上首套压裂和开采一体化多尺度模拟软件,为我国非常规油气高效开发提供了“中国芯”。
项目研发了国际上首款非常规油气多相多组分微观流动模拟平台,是世界上唯一可进行岩心尺度的微观流动及流物性参数计算的软件,解决了页岩两相流动实验难以开展的难题。形成的裂缝扩展-生产流动宏观精细数值模拟技术,较之全球销售第一斯伦贝谢公司Eclipse商业软件,可同步进行压裂-生产模拟,考虑了热应力效应、岩石塑性变形、微尺度效应、多相多组分流固耦合效应,模拟准确,达到了国际领先水准。
项目成果在北美EagleFord和Niobrara页岩油气、长宁-威远和涪陵页岩气、胜利油田致密油和页岩油、大庆油田古龙页岩油、华北油田煤层气等非常规油气田推广应用,打破了国外商业软件技术壁垒,实现我国非常规油气藏数值模拟关键技术的自主可控。
