缝网页岩储层非线性耦合渗流模型研究

• 作者: 卢运虎 夏阳 金衍 陈勉 韦世明
• 来源期刊: 中国科学（物理学 力学 天文学）
• 关键词: 页岩气 离散缝网 多重耦合渗流 产能
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 94-108
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SSPMA2018-00030

摘要

页岩气藏裂缝发育, 流体渗流机理复杂, 认识流体在缝网页岩储层中的流动规律是准确评价气藏产能的关键科学问题. 本文建立多重连续/离散裂缝模型描述水力压裂后的页岩储渗空间, 建立了综合考虑吸附气非线性非平衡解吸附、表面扩散, 自由气黏性流和Knudsen扩散机理的非线性耦合渗流数学模型. 模型认为吸附气在有机质表面发生表面扩散, 并与无机质基质孔之间发生非平衡解吸附, 无机质基质孔内存在黏性流和努森扩散, 而天然裂缝和压裂形成的水力裂缝内只有黏性流. 通过压裂水平井的数值模拟结果, 揭示了缝网页岩储层中吸附气净解吸附速率的时空演变规律, 发现了最大净解吸附速率由缝网逐渐向基质扩散的现象. 通过多重压力系统分析, 发现了裂缝中自由气、基质无机质孔隙中自由气、有机质中吸附气依次滞后的浓度扩散现象;通过对天然裂缝渗流场的分析, 发现离散缝网区域包络线外的流动形式随时间依次出现: 椭圆径向流、线性流和缝间干扰产生的非线性流. 本文研究揭示了缝网页岩储层的渗流机理, 为页岩气藏的开发提供了科学基础.