考虑固体变形与表面扩散的页岩气藏数值模拟

来源期刊：中国矿业2018年第2期

论文作者：潘荣莹 古斌 张正才

文章页码：145 - 305

关键词：页岩气运移;表面吸附扩散;孔隙度;视渗透率;

摘    要：页岩气在页岩纳米孔隙中的运移对气藏的产能预测具有重要的意义。利用多物理场耦合软件COMSOL研究了单轴应变条件下,同时考虑岩层变形、气体流动及其相互作用时的页岩气运移。基于经典的Biot孔隙弹性理论考虑固体变形,并引入考虑多种流动机制的视渗透率模型修正传统的Darcy渗流模型,重点讨论表面吸附扩散、气藏初始孔隙率和固有渗透率对基质渗透率和流动机制的影响。结果表明:(1)页岩中的表面吸附扩散对页岩视渗透率有着重大的影响,尤其随着压力的降低,该影响更加明显,忽略表面吸附扩散将给出更低的视渗透率;(2)随着页岩气藏初始孔隙率的升高,Knudsen数和视渗透率升高,而随着初始渗透率的升高,Knudsen数和视渗透率降低;(3)Knudsen数、视渗透率和固有渗透率的变化取决于孔隙压力、解吸附、Knudsen扩散和表面吸附扩散等因素相互竞争的结果。