致密砂岩气藏气水流动规律及储层干化作用机理

• 作者: 刘香禺 单保超 唐洪明 张烈辉 熊钰 赵玉龙 郭晶晶
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 致密砂岩气藏 储集层 格子Boltzmann方法 气水两相 流动模拟 储层干化 干化强度 渗流能力
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 开发工程
• 页码范围: 70-79
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2020.09.009

摘要

致密砂岩气藏储层渗透率低,在地面条件下开展真实岩心的驱替流动实验很困难,因而无法研究其微观流动机理.为此,基于格子Boltzmann方法(以下简称LBM),模拟地层高温高压条件下致密气驱替地层水的流动过程,得到了地层中束缚水的分布状况;然后采用激光刻蚀模型,进行储层干化实验,并借鉴该实验的可视化结果对储层干化数值模拟进行简化;在此基础上利用数值模拟手段研究储层干化对致密气渗流能力的影响.研究结果表明:①所采用的格子Boltzmann模型在地层高温高压条件下满足Laplace定律,由该模型计算得到的两相Poiseuille流速度数值解与解析解结果基本一致,表明该模型可以用于地层条件下气水非混相驱替的模拟;②致密气在多孔介质连通的大孔道中优先突破,并且在突破后驱替地层水的速度显著下降;③地层水与岩石壁面的接触角显著影响气水两相流动,岩石亲水性越强驱替速度越慢;④致密砂岩气藏中束缚水可分为吸附水膜、盲端孔隙水、死孔隙水和卡断水4类,在多孔介质中大量连通的微小通道被卡断水和吸附水膜占据,存在着明显的“水锁”现象,严重影响致密气在储层多孔介质中的渗流能力;⑤干化剂可与束缚水反应并且产生大量气泡,将吸附水膜、卡断水和盲端孔隙水消耗掉,从而提高气体的渗流能力;⑥对于由卡断水形成的“水锁”区域,增大干化强度可以有效改善气体渗流能力,整体上随着干化强度的增大,致密气渗透率也增大,但干化强度超过一定的限度后,致密气渗透率的增幅逐渐减小.