页岩气渗流过程中的多场耦合机理

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作   者：

夏阳;  金衍;  陈勉; 

作者机构：

中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室; 

关键词：

多物理场耦合;  渗流机理;  页岩气;  应力敏感;  非平衡效应; 

期刊名称：

中国科学:物理学 力学 天文学

基金项目：

页岩油气高效开发基础理论
页岩气开采岩石力学

i s s n：

1674-7275

年卷期：

2015 年 09 期

页   码：

30-43

摘   要：

本文简要概述了目前模拟页岩气渗流机理数学模型的不足之处,基于线弹性多孔介质力学,建立了自由气渗流、吸附气表面扩散、吸附气非平衡解吸附、岩石变形的全耦合页岩气微观渗流数学模型,推导了纯孔隙介质与包含裂隙介质的主要物性参数的应力敏感模型,并推导了解吸附过程非平衡效应的理论模型,形成了一套较全面的描述页岩气在线弹性微纳多孔介质中的微观流动数学模型.通过数值模拟分析了应力敏感、表面扩散、非平衡效应对页岩气传输的影响,结果表明:页岩的应力敏感效应由基质中的天然裂缝决定,页岩孔隙本身的应力敏感性可以忽略;吸附气的表面扩散十分缓慢,可以忽略;平衡常数与孔隙度对非平衡效应影响显著,吸附速率对页岩气流动的影响十分明显,吸附速率越大,页岩气流速越大.本文建立的数学模型为深入理解页岩气渗流微观机理,科学开发页岩气藏提供了一定的理论基础.