考虑气体滑脱及Knudsen扩散的低渗致密砂岩微观流动模拟

摘要：

低渗致密砂岩纳米-微米尺度孔喉发育,微观非均质性强,渗流机理复杂,现有物理实验方法难以准确评价.采用基于数字岩心理论的微观流动模拟方法来分析低渗致密砂岩中天然气的渗流规律.以川西地区沙溪庙组砂岩样品为基础,利用CT扫描建立目标岩样三维数字岩心,通过孔喉识别、形态简化及喉道调整,构建了包含不同孔喉分布的低渗致密砂岩三维孔隙模型;考虑天然气在纳米-微米孔喉中输运机制的复杂性,建立了耦合Darcy渗流、气体滑脱和Knudsen扩散的流动控制方程,并结合孔隙模型对其进行离散求解.开展流动模拟,评价不同孔隙压力下各输运机制对天然气产出运移的影响.结果表明:低渗致密砂岩中喉道越小、孔隙压力越低,气体流动非线性越强;在孔隙压力高于10 MPa范围,天然气在平均喉道半径大于0.1μm的砂岩孔隙空间中的流动基本满足Darcy渗流;而对于平均喉道半径小于0.1μm的致密砂岩,孔隙压力低于10 MPa后气体滑脱和Knudsen扩散是气体运移中重要机制,对天然气生产的影响不可忽略.

关键词：CT扫描、Darcy渗流、Knudsen扩散、气体滑脱、三维孔隙模型、低渗致密砂岩、川西地区

所属期刊栏目：38

分类号：TE312(油气田开发与开采)

资助基金：国家科技重大专项2016ZX05048-004;国家重点基础研究发展计划973计划项目2013CB228005

在线出版日期：2018-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1165-1171