基于REV尺度格子Boltzmann方法的頁巖氣藏滲流規律

作者：符東宇,李勇明,趙金洲,江有適,陳曦宇,許文俊

摘要：頁巖儲層一般天然微裂縫發育,基質孔隙結構復雜,使得頁巖氣滲流過程呈現出多尺度多場耦合的特征。為了研究頁巖氣藏復雜的滲流規律,重構了天然微裂縫發育的頁巖儲層多孔介質模型,并圍繞頁巖氣多重運移機制對廣義格子Boltzmann模型進行了修正,建立了適用于模擬頁巖氣滲流特征的表征單元體(REV)尺度格子Boltzmann模型(LB模型),并基于天然微裂縫物性特征以及氣體滑脫、吸附/解吸、表面擴散效應等滲流特征對該模型進行了敏感性參數分析。結果表明:當頁巖儲層天然微裂縫較發育時,微裂縫為氣體在基質中流動的主要通道;其中裂縫密度是影響儲層表觀滲透率的主要參數,裂縫密度增大3~4倍,儲層表觀滲透率可增大10倍以上,而裂縫長度以及裂縫開度的影響程度均次之;努森數(Kn)是影響頁巖氣滲流的主要參數,隨著Kn增大,克氏效應愈顯著,特別當Kn>0.1時,多孔介質表觀滲透率增幅顯著增大;頁巖儲層多孔介質表觀滲透率會隨著吸附氣量的增大而減小,特別是當儲層壓力較低時,該現象更為顯著;氣體表面擴散效應對頁巖氣滲流過程的影響程度大,同等條件下考慮氣體表面擴散效應的儲層表觀滲透率較忽略該效應可提升2~5倍,但提升作用受制于儲層吸附氣量的多少。該研究成果為頁巖氣微觀滲流理論研究提供了新思路,為頁巖氣藏高效勘探開發提供了技術支撐。

發文機構：油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室·西南石油大學

關鍵詞：頁巖氣藏多孔介質微裂縫格子BOLTZMANN方法表征單元體尺度滲流規律shale gas reservoirsporous mediamicro-fracturelattice Boltzmann methodrepresentative elementary volume scaleseepage law

分類號： TE371[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]