摘要：为研究水平井压裂区采气过程中的渗流-应力耦合机制，建立了一种基于精细地质模型的有限元耦合模拟方法。通过联合裂缝面嵌入地质网格单元及三维属性插值函数的方法，将多尺度裂缝映射至有限元网格，实现了对裂缝形态及流动与力学特征的表征。模型根据压力增量与体积应变动态更新孔隙度、渗透率，考虑非达西渗流、流体物性动态演化和初始地应力平衡，结合梯度下降构建了生产历史拟合算法。以四川泸州区块页岩气井为例，对82d生产过程进行了历史拟合，平均误差控制在5%以内。结果表明，短期气体采出过程中，井周孔隙压力下降，同时出现有效应力集中，井周压降漏斗与应力集中漏斗同时向外扩散，孔隙压力的下降及岩石的体积应变引起孔隙度、渗透率缓慢降低，影响范围主要限制在井周50m内。该方法充分结合了地质建模技术在地层精细刻画上的优势与有限元方法强大的多场耦合模拟能力。在模拟非均质裂缝性储层时，可通过灵活调整地质网格分辨率，实现裂缝表征精度与计算效率的有效平衡。该研究成果可为页岩气开发过程中产能评价、井间干扰等问题提供定量研究手段，具有重要的理论意义和工程应用价值。
文章目录
0 引言
1 基于精细地质模型的有限元耦合模型
1.1 有限元几何与网格
1.2 基岩与多尺度裂缝表征
1.3 控制方程
1.4 物理场及边界条件设置
2 耦合模拟和历史拟合
2.1 耦合模拟程序
2.2 生产历史拟合
3 模拟结果分析
4 结论
