基于CT扫描技术的煤样三维重构及气体表观渗透率研究 被引量：6

1

作者 石钰 马玉华 +3 位作者 李树刚 薛俊华 赵鹏翔 詹可亮 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期27-35,共9页

基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数。通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数。结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模... 基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数。通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数。结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模型并进行验证。通过ANASY有限元软件研究煤体中的瓦斯渗流规律。结果表明,瓦斯在孔裂隙弯折处压力变化剧烈,渗流速度在孔裂隙弯折处达到最大,瓦斯在个别孔隙发生凝滞、不流通。采用经过滑移修正的气体表观渗透率模型计算瓦斯表观渗透率,并与通过Forchheimer公式拟合得到的瓦斯表观渗透率及通过FT模型计算得到的瓦斯表观渗透率相比较,发现经过滑移修正后的气体表观渗透率模型适用于微尺度介质中气体表观渗透率研究。 展开更多

关键词 煤 CT扫描 三维重构 分形理论 滑脱效应 气体表观渗透率

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考虑混合润湿孔隙的页岩油藏表观渗透率模型 被引量：2

2

作者 李洋 王胜 王硕亮 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期108-118,共11页

页岩油藏是典型的非常规油气资源,在国际能源供应市场上占有重要地位。由于页岩油藏复杂的孔隙结构和原油组成,使得原油在富有机质页岩中的流动具有一定的复杂性,对其流动行为仍有待进一步深入研究。基于随机模拟方法,考虑流体在混合润... 页岩油藏是典型的非常规油气资源,在国际能源供应市场上占有重要地位。由于页岩油藏复杂的孔隙结构和原油组成,使得原油在富有机质页岩中的流动具有一定的复杂性,对其流动行为仍有待进一步深入研究。基于随机模拟方法,考虑流体在混合润湿纳米孔隙中的流动特征,建立页岩油藏表观渗透率模型。结果表明:页岩油藏表观渗透率与烷烃分子结构直接相关,其影响随着孔隙半径的增大而减小;当边界滑移长度较大时,有机质的存在可以改善原油流动能力,其表观渗透率约为绝对渗透率的10倍。同时,有机质吸附导致的孔隙半径缩小和润湿反转效应对烷烃分子流动能力有显著影响,不可忽略。所建立的考虑混合润湿孔隙的页岩油藏表观渗透率模型有助于深入认识页岩油藏流体渗流机理,可为页岩油藏产能评价、动态分析及生产制度优化提供理论支撑。 展开更多

关键词 页岩 混合润湿 边界滑移 有机质吸附 随机抽样 表观渗透率

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页岩气藏表观渗透率和综合渗流模型建立 被引量：21

3

作者 张烈辉 单保超 +2 位作者 赵玉龙 郭晶晶 唐洪明 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2017年第6期108-118,共11页

页岩储层结构复杂,多尺度效应明显,存在黏性流动、滑脱效应、Knudsen扩散以及表面扩散等多重运移机制。利用Knudsen数划分流态,绘制了考虑真实气体效应的流态图版。考虑多重运移机制,建立了页岩气藏表观渗透率模型;在此基础上综合考虑... 页岩储层结构复杂,多尺度效应明显,存在黏性流动、滑脱效应、Knudsen扩散以及表面扩散等多重运移机制。利用Knudsen数划分流态,绘制了考虑真实气体效应的流态图版。考虑多重运移机制,建立了页岩气藏表观渗透率模型;在此基础上综合考虑吸附解吸以及溶解气扩散影响,建立了页岩气藏多重介质不稳定渗流数学模型,明确了不同运移机制对页岩气藏非稳态产能的影响。结果表明:不同运移机制之间既相互联系又相互制约;Knudsen扩散和表面扩散均通过改变表观渗透率大小,对生产中期阶段的气体流动能力产生重要影响;溶解气和吸附气均是页岩气的重要赋存形式,是开发过程中自由气的补充,对气井生产中晚期非稳态产能具有显著影响;溶解气与吸附气能够增加气藏的累产气量,减缓气藏压力的下降速度。 展开更多

关键词 页岩气 表观渗透率 滑脱效应 Knudsen扩散 表面扩散 吸附解吸 溶解气

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页岩气藏微裂缝表观渗透率动态模型研究 被引量：9

4

作者 李玉丹 董平川 +3 位作者 周大伟 吴子森 汪洋 曹耐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期42-50,共9页

为研究页岩气藏开发过程中介质变形和滑脱效应对微裂缝表观渗透率动态变化的影响规律,分析有效应力和多孔介质结构参数等对气体渗流影响机制,采用光滑平板模型,结合分形及气体微观渗流理论,建立了介质变形和滑脱效应耦合作用下的微裂缝... 为研究页岩气藏开发过程中介质变形和滑脱效应对微裂缝表观渗透率动态变化的影响规律,分析有效应力和多孔介质结构参数等对气体渗流影响机制,采用光滑平板模型,结合分形及气体微观渗流理论,建立了介质变形和滑脱效应耦合作用下的微裂缝表观渗透率动态模型,并对模型进行可靠性验证和参数敏感性分析。研究表明,页岩气藏降压开采过程中受介质变形和滑脱效应"一负一正"耦合影响,微裂缝表观渗透率呈先减小后增大趋势,且临界压力值约为5 MPa;不同有效应力状态下,由于介质变形和滑脱效应耦合机制的差异性,导致表观渗透率变化规律不同,从微观作用机制角度对实验中不同加载条件下页岩应力敏感性的差异做出了理论解释;微裂缝最大开度越小,表观渗透率曲线"凹槽"越深,同时微裂缝孔隙度及开度分形维数越高、迂曲度分形维数越低,表观渗透率值越大。 展开更多

关键词 页岩气藏 微裂缝 表观渗透率 分形 介质变形 滑脱效应

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基于分形理论的页岩基质表观渗透率研究 被引量：14

5

作者 李玉丹 董平川 +2 位作者 张荷 曹耐 汪洋 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期92-99,105,共9页

为了表征页岩基质表观渗透率,研究其动态变化规律,基于迂曲毛细管束分形理论及气体微观渗流机理,分别建立考虑吸附、滑脱、扩散及渗流的无机质和有机质表观渗透率模型,并通过面积系数加权得到页岩基质表观渗透率模型。结合实验数据及已... 为了表征页岩基质表观渗透率,研究其动态变化规律,基于迂曲毛细管束分形理论及气体微观渗流机理,分别建立考虑吸附、滑脱、扩散及渗流的无机质和有机质表观渗透率模型,并通过面积系数加权得到页岩基质表观渗透率模型。结合实验数据及已有模型验证了新建模型的可靠性,定量分析了页岩基质微观孔隙结构(孔径、孔隙度、分形维数),外界环境(压力、含水饱和度、有效直径修正因子)及气体性质对页岩基质表观渗透率的影响。研究结果表明:随着储层压力的降低,无机质孔隙水膜厚度增大,有效直径减小,迂曲度分形维数增大,孔隙分形维数减小,气体滑脱效应增强,但仍以吸附影响为主,无机质表观渗透率总体呈下降趋势;有机质孔隙吸附气解吸使有效直径修正因子逐渐增大,迂曲度分形维数减小,孔隙分形维数增大,滑脱效应及努森扩散在低压小孔中增强,有机质表观渗透率总体呈上升趋势;有机质与无机质表观物性参数随压力、吸附层变化规律不同,渗透率差值较大,因此在页岩基质表观渗透率研究时应予以区分计算,避免其差异性所带来的误差。 展开更多

关键词 页岩气 表观渗透率 分形理论 无机质及有机质 吸附层

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实际状态下的页岩气表观渗透率计算新模型 被引量：9

6

作者 张艳玉 李冬冬 +3 位作者 孙晓飞 宋兆尧 石达友 苏玉亮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期53-60,共8页

现有的页岩气表观渗透率计算模型均假设页岩气为理想状态,未考虑吸附气表面扩散等的影响,因而有可能与实际状态下的结果存在着差异。为此,针对实际状态下页岩气在纳米孔隙中的渗流情况,考虑了游离气的黏滞流、Knudsen扩散以及吸附气的... 现有的页岩气表观渗透率计算模型均假设页岩气为理想状态,未考虑吸附气表面扩散等的影响,因而有可能与实际状态下的结果存在着差异。为此,针对实际状态下页岩气在纳米孔隙中的渗流情况,考虑了游离气的黏滞流、Knudsen扩散以及吸附气的表面扩散等影响因素,通过渗流力学方法,推导出了一种适用于实际状态的页岩气表观渗透率计算新模型;通过与实验测量结果的对比,验证了新模型的准确性,并利用所建模型分析了影响页岩气表观渗透率的各种因素。研究结果表明:(1)压力和孔隙半径对页岩气表观渗透率的影响最大,相对分子质量及阻塞系数对其的影响较小,Langmuir最大吸附量、Langmuir压力以及等量吸附热主要影响表面扩散渗透率比重;(2)在低压和高压条件下,各因素对表观渗透率及各渗透率比重的影响趋势存在着差异,低压下温度及孔隙半径对表观渗透率的影响更明显,同时温度、孔隙半径、Langmuir最大吸附量、Langmuir压力、等量吸附热等因素对各渗透率比重的影响也更明显;(3)压力较小、孔隙半径较小时,表面扩散占主要地位,压力较大、孔隙半径较大时,黏滞流占主要地位,小孔隙半径或低压条件下,表面扩散现象不可忽略。 展开更多

关键词 实际状态 页岩气 表观渗透率 计算模型 黏滞流 Knudsen扩散 吸附 表面扩散 渗透率比重

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考虑表面扩散的实际状态页岩气表观渗透率新模型 被引量：6

7

作者 李冬冬 张艳玉 +4 位作者 孙晓飞 赵风凯 崔晓朵 乔伟泽 苏玉亮 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期82-90,共9页

为了表征实际状态下的页岩气在纳米孔隙中的运移,考虑黏滞流、Knudsen扩散以及表面扩散机制,推导出页岩气表观渗透率模型。以224组试验数据为依据,优选所建模型中压缩因子及黏度的计算方法,并通过实际试验数据系统验证所建模型的准确性... 为了表征实际状态下的页岩气在纳米孔隙中的运移,考虑黏滞流、Knudsen扩散以及表面扩散机制,推导出页岩气表观渗透率模型。以224组试验数据为依据,优选所建模型中压缩因子及黏度的计算方法,并通过实际试验数据系统验证所建模型的准确性。通过定义黏滞流、Knudsen扩散以及表面扩散渗透率比重,计算各机制的贡献率。分析压力、孔隙半径等因素的影响。结果表明:所建模型能够准确预测页岩气的表观渗透率,误差为3.02%,优于现有模型;优选出的DK模型和Sutton模型计算压缩因子和黏度误差分别为0.53%和2.7%,压力和孔隙半径对表观渗透率影响最大;Langmuir最大吸附量、Langmuir压力以及等量吸附热主要影响表面扩散渗透率比重;在低压和高压条件下,各因素对表观渗透率及比重的影响表现出不同的变化规律;孔隙半径为1 nm、压力分别为0.1和20 MPa时,表面扩散对渗透率的贡献率达75%和30%,说明低孔隙半径或低压条件下表面扩散现象不可忽略。 展开更多

关键词 页岩气 纳米孔隙 黏滞流 Knudsen扩散 吸附 表面扩散 表观渗透率

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考虑固液界面作用的表观渗透率分形模型 被引量：2

8

作者 娄钰 朱维耀 +3 位作者 宋洪庆 黄小荷 王小锋 张雪龄 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期69-73,9,共5页

考虑微流动中固液界面作用,基于Navier-Stokes理论,推导牛顿流体在圆管中的流速分布及流量表达式,引入界面因子以表征固液界面作用的影响;利用分形渗流理论及界面因子,得到表观渗透率表达式,建立综合考虑微流动固液界面作用和复杂孔隙... 考虑微流动中固液界面作用,基于Navier-Stokes理论,推导牛顿流体在圆管中的流速分布及流量表达式,引入界面因子以表征固液界面作用的影响;利用分形渗流理论及界面因子,得到表观渗透率表达式,建立综合考虑微流动固液界面作用和复杂孔隙结构特征的渗流数学模型.结果表明:考虑固液界面作用时,微流动流速下降;其影响程度与管径有密切关系,微管直径越小,界面因子越大,表明固液界面作用的影响越大.存在着临界直径,当小于临界直径时,固液界面作用的影响随微管直径减小呈非线性迅速增加;大于临界直径时,流速趋于泊肃叶定律的预测.在分形多孔介质中,随着固液界面作用增大,表观渗透率首先呈非线性迅速下降,随后趋于稳定,说明固液界面作用对渗流影响不可忽略.该数学模型能清晰表征固液界面作用对渗流的影响,为低渗透和致密油藏开发提供依据. 展开更多

关键词 固液界面作用 多孔介质 分形 表观渗透率 流量

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基于三机理模型的孔隙半径分布对页岩岩心表观渗透率的影响分析 被引量：1

9

作者 李冬冬 张艳玉 +2 位作者 李朋 韩彬彬 苏玉亮 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期41-46,共6页

为了研究实际状态下页岩岩心中页岩气的表观渗透率及其变化规律,在考虑孔隙内壁的粗糙性、孔隙中的吸附层以及孔隙的弯曲程度的基础上,建立新的实际状态页岩气在单一孔隙中流动时的三机理表观渗透率模型。基于此模型,将岩心等效为不同... 为了研究实际状态下页岩岩心中页岩气的表观渗透率及其变化规律,在考虑孔隙内壁的粗糙性、孔隙中的吸附层以及孔隙的弯曲程度的基础上,建立新的实际状态页岩气在单一孔隙中流动时的三机理表观渗透率模型。基于此模型,将岩心等效为不同半径的弯曲圆管束,建立页岩岩心中页岩气的表观渗透率模型,计算岩心中黏滞流、Knudsen扩散以及表面扩散对表观渗透率的贡献大小,分析不同孔隙半径分布和岩心中最大孔隙半径对表观渗透率的影响。结果表明:岩心中大孔隙对表观渗透率的影响远远大于小孔隙;随着最大孔隙半径的增加,不同孔隙分布之间的表观渗透率差异越来越小;低压下或低孔隙半径条件下,表面扩散对表观渗透率的影响不可忽略;油藏条件下,相对于Knudsen扩散和表面扩散,页岩岩心中的黏滞流对表观渗透率的贡献占主导地位,而表面扩散的影响可以忽略。 展开更多

关键词 页岩岩心 表观渗透率 三机理模型 孔隙半径分布

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微纳米孔隙页岩气藏分形表观渗透率计算模型 被引量：5

10

作者 刘化普 刘慧卿 +1 位作者 王敬 张快乐 《断块油气田》 CAS 北大核心 2017年第6期831-835,共5页

微纳米孔隙页岩气藏运移机制多样,孔隙结构复杂,分形理论能比较精确地描述复杂系统。基于单根直圆管质量流量公式,推导出考虑迂曲分形维数的单根分形迂曲毛细管质量流量表达式,进一步推导出单位分形集内考虑管径分形维数与迂曲分形维数... 微纳米孔隙页岩气藏运移机制多样,孔隙结构复杂,分形理论能比较精确地描述复杂系统。基于单根直圆管质量流量公式,推导出考虑迂曲分形维数的单根分形迂曲毛细管质量流量表达式,进一步推导出单位分形集内考虑管径分形维数与迂曲分形维数的总质量流量表达式,从而获得微纳米孔隙页岩气藏分形表观渗透率计算公式。通过实验数据,完成模型验证,对比分析文中模型与传统模型的差异,进行分形参数敏感性分析。结果表明:文中分形表观渗透率计算模型计算结果略高于Javadpour模型,略低于Xiong X模型,但与实验结果最为接近;页岩气藏分形表观渗透率随有效压力增大而逐渐减小,在压力较低时,下降较快,压力较高时,趋于平稳;分形表观渗透率受管径分形维数与迂曲分形维数的影响,随管径分形维数的增大呈非线性增大,随迂曲分形维数增大呈非线性减小。 展开更多

关键词 页岩气藏 微纳米孔隙 分形 运移机制 表观渗透率

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考虑页岩基质不同孔隙特征的表观渗透率模型 被引量：3

11

作者 李荷婷 曾杰 +1 位作者 李真祥 路千里 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期109-118,共10页

页岩基质含气量大、供气时间长,其渗透率随地层孔隙压力变化的演化直接影响气藏的长效产气能力。基质中微纳米孔隙发育,有机孔隙和无机孔隙的力学性质和流体传输机理各异,有效应力和流态变化都将影响其表观渗透率。此外,有机质中的吸附... 页岩基质含气量大、供气时间长,其渗透率随地层孔隙压力变化的演化直接影响气藏的长效产气能力。基质中微纳米孔隙发育,有机孔隙和无机孔隙的力学性质和流体传输机理各异,有效应力和流态变化都将影响其表观渗透率。此外,有机质中的吸附气使岩体发生吸附变形也不同程度地影响表观渗透率。基于孔弹性理论,考虑有机孔隙和无机孔隙中不同岩石力学参数、流体流动机理以及有机孔隙吸附变形的特点,建立了适用于页岩基质的表观渗透率模型,分析了不同孔隙参数对表观渗透率的影响,揭示了表观渗透率演化的主控因素。结果表明,在定压注气和采气过程中,页岩基质表观渗透率的演化均与时间有关,主要受稀薄气体效应、有效应力变化以及有机孔隙周围局部吸附膨胀或解吸附收缩影响。表观渗透率演化过程的主控因素随时间变化,同时与有机孔隙、无机孔隙的体积占总孔隙体积的比例有关。 展开更多

关键词 页岩 基质孔隙 表观渗透率 吸附应变 流态

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页岩气表观渗透率与多流动机理及有效应力演化关系 被引量：2

12

作者 王熠 岳雯婷 +2 位作者 赵毅鑫 刘世民 李翔 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第12期4911-4917,共7页

由于多尺度孔隙存在纳米尺度到宏观尺度的过渡,气体在页岩中流动的主导机制会在达西流和努森扩散等运移机理之间发生转换,该现象结合页岩基质内的气体吸附作用使得页岩气渗透率的测算变得更为复杂。因此,在实验室尺度确定有效应力及气... 由于多尺度孔隙存在纳米尺度到宏观尺度的过渡,气体在页岩中流动的主导机制会在达西流和努森扩散等运移机理之间发生转换,该现象结合页岩基质内的气体吸附作用使得页岩气渗透率的测算变得更为复杂。因此,在实验室尺度确定有效应力及气体运移方式对渗透率的综合影响力对实际页岩气开采中的渗透率及产量评估准确性有着不可忽视的影响。采用脉冲衰减渗透率测算法,在不同围压条件下,对氦气和二氧化碳在富含有机质的页岩薄片中的气体渗透率进行测量。结果表明:努森扩散作用在低孔压时对页岩气渗透率有显著的正面影响,其强度与孔压成反比。在较大围压作用下的高孔压下的超临界二氧化碳可导致页岩基质最大吸附量降低,进而增加表观渗透率。表观渗透率随着有效应力的变化在不同孔压区间有着截然相反的趋势,有效应力系数此时出现非单一值,其主要是由于孔压变化带来的气体流动机理变化而引起的。 展开更多

关键词 表观渗透率 页岩气 有效应力 努森系数

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考虑动态滑脱的页岩微裂隙表观渗透率演化机制 被引量：2

13

作者 丁云娜 李波波 +2 位作者 成巧耘 段淑蕾 宋浩晟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期129-138,共10页

为研究页岩气开采过程中有效应力、气体吸附及滑脱效应作用下微裂隙表观渗透率的演化机制,利用分形理论表征微裂隙气体总流量,并基于Hagen-Poiseuille二阶滑脱方程建立微裂隙变形和滑脱效应综合作用的表观渗透率模型。同时,结合滑脱系... 为研究页岩气开采过程中有效应力、气体吸附及滑脱效应作用下微裂隙表观渗透率的演化机制,利用分形理论表征微裂隙气体总流量,并基于Hagen-Poiseuille二阶滑脱方程建立微裂隙变形和滑脱效应综合作用的表观渗透率模型。同时,结合滑脱系数与固有渗透率间的函数关系,量化有效应力和气体吸附等因素对滑脱系数的影响,探讨页岩气渗流过程中滑脱系数动态演变过程,并验证模型可靠性。此外,结合敏感性分析,探讨微裂隙压缩性系数、分形维数、内膨胀系数对滑脱系数的影响。结果表明:(1)恒定外应力和恒定有效应力条件下,随孔隙压力逐渐增大,受气体吸附与滑脱效应的耦合影响,表观渗透率呈减小趋势;(2)当外应力恒定时,气体分子平均自由程随孔隙压力增大而减小,滑脱效应减弱,一阶、二阶滑脱系数C_(1)、C_(2)减小,整体滑脱系数B增大;当有效应力恒定时,页岩气渗流通道受制于气体吸附的影响而逐渐减小,C_(1)、C_(2)和B逐渐增大;(3)基于模型敏感性分析,探讨微裂隙压缩性系数、分形维数、内膨胀系数与滑脱系数之间的互馈机制,其中微裂隙压缩性系数、分形维数导致固有渗透率增大,而C_(1)、C_(2)、B减小;内膨胀系数的增大导致固有渗透率减小,C_(1)、C_(2)、B增大。研究所得结论将为页岩气开采提供一定的理论支撑。 展开更多

关键词 页岩气开采 有效应力 气体吸附 滑脱系数 表观渗透率 分形理论

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页岩油藏表观液体渗透率的分形表征方法 被引量：4

14

作者 杨元亮 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期106-113,共8页

表观液体渗透率是研究页岩油藏有效渗流能力的重要参数,明确负滑移长度对表观液体渗透率的影响对认识页岩油藏渗流能力具有重要意义。在多孔介质分形理论的基础上,建立页岩油藏表观液体渗透率模型。新建立的页岩油藏表观液体渗透率模型... 表观液体渗透率是研究页岩油藏有效渗流能力的重要参数,明确负滑移长度对表观液体渗透率的影响对认识页岩油藏渗流能力具有重要意义。在多孔介质分形理论的基础上,建立页岩油藏表观液体渗透率模型。新建立的页岩油藏表观液体渗透率模型可综合反映储层孔隙结构、孔隙度、迂曲度和孔隙半径及负滑移长度的影响。理论分析结果表明:负滑移长度越大,流体在微纳米管中的平均渗流速度越小;孔隙半径越大,负滑移长度对渗流速度的影响越小。表观液体渗透率与达西渗透率之比随负滑移长度的增加而减小;表观液体渗透率随孔隙分形维数的增加而增大,随迂曲度的增大而减小。表观液体渗透率模型的预测结果表明,滑移效应引起的渗透率损失为8.6%。 展开更多

关键词 页岩油藏 表观液体渗透率 分形理论 多孔介质 负滑移长度

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考虑原生水的页岩基质孔内气体传质机理

15

作者 游恺涛 戚志林 +3 位作者 梁洪彬 黄小亮 莫非 袁迎中 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第4期109-116,共8页

页岩储层微纳米孔隙发育且赋存原生水,现有传质模型主要针对单相气建立的,不能有效描述基质孔内的页岩气传质规律。通过分析原生水、游离气、吸附气在页岩基质孔隙内赋存特征,揭示原生水影响下的页岩气传质机理,并采用表观渗透率法,建... 页岩储层微纳米孔隙发育且赋存原生水,现有传质模型主要针对单相气建立的,不能有效描述基质孔内的页岩气传质规律。通过分析原生水、游离气、吸附气在页岩基质孔隙内赋存特征,揭示原生水影响下的页岩气传质机理,并采用表观渗透率法,建立了考虑原生水在内的12种影响因素的页岩气传质数学模型。结果表明:原生水会显著降低页岩基质传质能力,且影响程度与压力和孔径呈正相关;当储层原生水饱和度为60%时,若忽略原生水影响,则基质渗透率在高压(大于120 MPa)、大孔(孔径大于25 nm)时,至少被高估87%,而在低压(1~10 MPa)、小孔(孔径小于5 nm)时,将被高估70%以上。研究成果阐述了原生水对基质孔内页岩气传质能力的影响过程,可指导气井全生命周期开发。 展开更多

关键词 页岩气 原生水 表观渗透率 基质孔 吸附 传质

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页岩气储层吸附渗流研究现状及发展趋势 被引量：6

16

作者 张益 张斌 +6 位作者 刘帮华 柳洁 魏千盛 张歧 陆红军 朱鹏宇 王瑞 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期256-280,共25页

针对页岩气藏有机微纳米级孔隙中吸附气大量赋存以及有机质以“镶嵌”形式赋存于无机质中的特点,分析了目前页岩气吸附渗流的表征方法,并对影响吸附渗流的重要因素如气体吸附层厚度变化、无机孔水膜厚度变化和气体解吸导致孔隙变化的数... 针对页岩气藏有机微纳米级孔隙中吸附气大量赋存以及有机质以“镶嵌”形式赋存于无机质中的特点,分析了目前页岩气吸附渗流的表征方法,并对影响吸附渗流的重要因素如气体吸附层厚度变化、无机孔水膜厚度变化和气体解吸导致孔隙变化的数学表达方法进行了归纳,接着指出了目前表观渗透率计算模型中存在的主要问题:(1)储层孔隙结构表征不够准确;(2)固溶态气体分子解吸对吸附渗流流量的影响尚无表征方法;(3)对页岩气储层有机质的离散分布刻画不完善;(4)直接应用室内等温吸附实验参数不合理,忽视了吸附态和固溶态页岩气的吸附-解吸差异性。然后分析了利用分子模拟技术研究页岩气的吸附渗流相较于物理实验的优点,总结了应用该技术对页岩气吸附渗流进行建模和模拟的方法及模拟结果,并就页岩气吸附渗流的分子模拟技术未来发展提出了建议:(1)基于常规无机孔和有机孔分子模型,继续改进多介质、多尺度建模方法,以符合页岩气储层实际情况;(2)开发更符合实际页岩气吸附渗流过程的页岩气吸附渗流模拟方法。 展开更多

关键词 吸附-解吸 传输机理 表观渗透率 分子模拟 储层吸附渗流 页岩气

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页岩气藏多重介质耦合流动模型 被引量：22

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作者 苏玉亮 盛广龙 +2 位作者 王文东 闫怡 张璇 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期52-59,共8页

为准确掌握页岩气流动规律以及精准评价水力压裂效果,需要建立页岩气藏多重介质耦合流动模型。为此,基于页岩气藏干酪根、无机基质及裂缝物性特征,综合考虑微纳米尺度气体黏性滑脱、努森扩散、吸附解吸、表面扩散等运移规律,通过表观渗... 为准确掌握页岩气流动规律以及精准评价水力压裂效果,需要建立页岩气藏多重介质耦合流动模型。为此,基于页岩气藏干酪根、无机基质及裂缝物性特征,综合考虑微纳米尺度气体黏性滑脱、努森扩散、吸附解吸、表面扩散等运移规律,通过表观渗透率来综合表征页岩气藏多尺度介质渗流机理。在此基础上,考虑储层压裂改造特征及跨尺度流体传质机理,建立页岩气藏多重介质耦合流动模型,应用Laplace变换和Stehfest数值反演,得到了定产和定压情况下封闭边界单裂缝井底无因次拟压力和产量半解析解。在模型正确性验证的基础上,结合矿场参数对模型进行实例分析。结果表明:①干酪根是页岩气藏重要的烃源介质,干酪根含量每增加10%,对页岩气累积产量的贡献度增加12%左右;②无机基质滑脱效应及努森扩散在对生产中期气体流速产生较大影响的同时也增大了孔隙压力衰竭速度。基于所建流动模型研究了页岩气藏分段压裂水平井流动规律,结果表明:不考虑井筒存储及表皮效应时,储层有线性流、双线性流、"双窜流"、无机基质稳态流、拟边界流、"三线性"流、封闭边界流7个流动阶段。 展开更多

关键词 页岩气藏 干酪根 滑脱效应 努森扩散 吸附 解吸 表面扩散 表观渗透率 耦合流动模型

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受限水在纳米级多孔介质页岩中的非稳态流动特征

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作者 张鹏 曹成 杨建松 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期65-71,81,共8页

为了探究水在纳米管中的非稳态流动特征和水在纳米级别多孔介质页岩中的非稳态渗流特征,将非稳态理论与纳米尺度孔隙中水传输的机理相结合,提出了纳米管中水的非稳态流量增强模型和混合润湿多孔介质中水的非稳态表观液体渗透率(ALP)模型... 为了探究水在纳米管中的非稳态流动特征和水在纳米级别多孔介质页岩中的非稳态渗流特征,将非稳态理论与纳米尺度孔隙中水传输的机理相结合,提出了纳米管中水的非稳态流量增强模型和混合润湿多孔介质中水的非稳态表观液体渗透率(ALP)模型,分析了管径和润湿性对单纳米管中水的流动及流动达到稳定时间的影响,孔径非均质分布对纳米多孔介质的ALP以及渗流达到稳定时间的影响。结果表明,单纳米管中水流达到稳定状态所需时间与润湿性有很大的关系;亲水条件下,水流达到稳定时间较短,接触角对稳定时间的影响很小;但在疏水条件下,水流达到稳定时间成倍增长,接触角对稳定时间的影响显著增大。另外,多孔介质平均孔径对ALP稳定时间的影响相对于偏差系数更为敏感。在非稳态阶段,润湿性、孔径非均质分布对ALP的影响不显著,当水流逐渐稳定,上述参数对ALP的影响逐渐显著。非稳态ALP模型可以同时描述水流非稳态和稳态两个阶段的流动特征,是对稳态ALP的一种重要补充。 展开更多

关键词 非稳态流动 纳米孔 受限水 流量增强 表观液体渗透率

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页岩微纳米孔隙多尺度渗流理论研究进展 被引量：13

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作者 端祥刚 高树生 +1 位作者 胡志明 常进 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1-9,共9页

基于近年来页岩孔隙中流动规律研究的大量文献调研成果,对较为经典的Beskok-Karniadakis理论、Javadpour模型、Civan模型和Swaim模型及各种改进模型进行了研究,重点分析了微纳米孔隙中滑脱流态和过渡流态的计算模型、修正公式及分配系... 基于近年来页岩孔隙中流动规律研究的大量文献调研成果,对较为经典的Beskok-Karniadakis理论、Javadpour模型、Civan模型和Swaim模型及各种改进模型进行了研究,重点分析了微纳米孔隙中滑脱流态和过渡流态的计算模型、修正公式及分配系数的设计方法。对于跨流态的流量计算,需要厘清各微观作用机理导致的壁面效应,避免流量的重复计算。采用表观渗透率来等效页岩的渗流能力能够综合体现页岩气藏中特有的流动机理,有效修正微纳米孔隙中不同流态的非达西渗流。如何建立既考虑宏观尺度的流动形态,又考虑孔隙微观作用机理的表观渗透率模型,成为页岩微纳米尺度流动理论的研究方向。 展开更多

关键词 页岩 纳米孔隙 跨尺度 跨流态 流动规律 表观渗透率

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纳米尺度页岩储层的气体流动行为分析 被引量：11

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作者 任岚 舒亮 +1 位作者 胡永全 赵金洲 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期111-116,共6页

理论分析及矿场实践表明,页岩气藏采用传统渗流模型预测的产量总是比实际产量低,经典的达西渗流定律不再具有适应性,需要建立能准确描述页岩介质气体流动行为的数学模型。目前针对页岩气藏的渗流模型基本都是对传统黏性流动的校正或者... 理论分析及矿场实践表明,页岩气藏采用传统渗流模型预测的产量总是比实际产量低,经典的达西渗流定律不再具有适应性,需要建立能准确描述页岩介质气体流动行为的数学模型。目前针对页岩气藏的渗流模型基本都是对传统黏性流动的校正或者在黏性流动模型上简单的附加分子流动项,忽略了黏性流与分子流中间流态的问题。考虑页岩介质中可能存在不同流态,建立了描述页岩气藏的流动分析模型。计算结果表明:页岩储层的孔隙越小、气体分子摩尔质量越小、地层压力越低,气体流动越倾向表现为微观流态,表观渗透率与达西渗透率的比值越大。模型可解释页岩气藏生产时实际产量高于达西模型预测产量,该研究对于指导页岩气藏生产具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 纳米 表观渗透率 纳米孔隙 水力压裂 黏性流 分子流 过渡流

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