頁巖氣藏數值模擬研究現狀

于榮澤,卞亞南,齊亞東,張曉偉,李 洋,晏 軍,王玫珠

(1.北京大學 工學院 能源與資源工程系，北京 100871; 2.中國石油 勘探開發研究院 廊坊分院,河北廊坊 065007; 3.中國石油 勘探開發研究院,北京 100083)

頁巖氣藏數值模擬研究現狀

于榮澤1,2,卞亞南2,齊亞東3,張曉偉2,李 洋2,晏 軍2,王玫珠2

(1.北京大學 工學院 能源與資源工程系，北京 100871; 2.中國石油 勘探開發研究院 廊坊分院,河北廊坊 065007; 3.中國石油 勘探開發研究院,北京 100083)

從頁巖氣藏氣體賦存方式和流動機理、氣藏建模方法及數值模擬理論研究和實際應用3個方面闡述了國內外頁巖氣藏數值模擬技術的研究進展，為該技術的深入研究提供參考。最后，對頁巖氣藏數值模擬研究進展進行總結，認為存在4個有待于改進和研究的問題：①完善儲層模型以考慮有機質的影響；②需要闡明單相氣體解吸附、擴散和滲流過程的運移規律和主控因素，并建立氣、水兩相流動數學模型和數值模型；③天然裂縫和壓裂誘導裂縫的準確建模是頁巖氣藏數值模擬的關鍵，實際應用中應綜合考慮其他監測技術的結果；④針對頁巖氣藏數值模擬，還需要形成相應的標準和規范，以便更好地指導該類氣藏開發。

水力壓裂；流動機理；數值模擬；氣藏模型；頁巖氣

頁巖氣是指儲集在富含有機質泥頁巖中的非常規天然氣，一部分以游離態或溶解狀態賦存于孔隙和裂縫中，一部分吸附在有機質和黏土礦物的內表面，可以是生物成因、熱解成因或混合成因，在一定地質條件下聚集成藏并達到經濟開采價值[1-3]。頁巖氣資源開發壽命長、清潔環保，但又面臨成藏隱蔽、采收率不穩定、開發技術要求高、成本高的不利因素。隨全球能源需求的不斷攀升，頁巖氣作為重要的非常規資源已成為油氣勘探和開發的研究熱點。

頁巖氣藏與常規天然氣藏最顯著的區別在于它是一個“自生、自儲”系統，且部分氣體以吸附態存儲于頁巖基質中。頁巖儲層物性差，孔隙喉道半徑已達到納米級，導致氣體在頁巖儲層中的賦存方式和流動機理明顯有別于常規氣藏和致密氣藏[4]。美國、加拿大已進入頁巖氣藏的高速開發時期，對頁巖儲層流動機理和數值模擬方法的研究也逐步開展。頁巖氣藏數值模擬的難點主要體現在：①與常規氣藏相比，頁巖氣藏氣體賦存方式更為復雜、氣體運移方式呈現多樣化。頁巖儲層中游離氣和吸附氣并存，且吸附氣占據較大的比例。氣體的運移方式主要包括解吸附、擴散和滲流過程；②多數頁巖氣井需通過大規模水力壓裂措施獲得工業性氣流，水力壓裂措施形成的復雜裂縫網絡系統直接影響氣井產能和最終可采儲量。因此，復雜裂縫系統的精確描述極為重要。③目前，國內外尚無頁巖氣藏數值模擬方面的標準和規范[5-6]。本文在分析總結頁巖氣賦存方式和流動機理的基礎上，對國外頁巖氣藏數值模擬相關文獻進行了深入廣泛地調研，詳細闡述了頁巖氣藏建模方法、理論研究和實際應用現狀。最后，分析了目前頁巖氣藏數值模擬研究存在的問題并對未來發展方向進行展望，為頁巖氣藏數值模擬的深入研究提供參考。

1 氣體賦存方式和流動機理研究現狀

氣體在頁巖儲層中的流動存在3種機理，解吸附、擴散和滲流[4]。氣藏開發過程中，吸附在頁巖儲層基質表面的天然氣解吸附后形成游離氣存儲在基質孔隙中，基質孔隙中的游離氣(游離態、溶解態氣體和解吸附的氣體)向低壓區(裂縫網絡系統)擴散，天然裂縫和壓裂誘導裂縫系統中的游離氣以滲流的方式流向井底。

2 頁巖氣藏建模方法

2.1 離散裂縫網格模型

離散裂縫網格模型(DFN)[7-10]是指用一系列指定網格代表裂縫，裂縫離散分布在模型中，利用相鄰網格之間的傳導率控制基質和裂縫系統之間的流體流動，進而利用數值方法對基質和裂縫中的流體流動偏微分方程進行求解。通常根據需求使用非結構網格或局部網格加密描述基質和裂縫的特殊性質。離散裂縫網格建模方法能夠保證模型中裂縫幾何形狀和性質與實際儲層保持一致，進而準確預測流體在裂縫中的流動特征。離散裂縫網格模型的局限性主要表現在：①大規模水力壓裂措施在頁巖氣藏中形成了復雜裂縫系統，即使結合微地震監測手段也難以準確獲得裂縫的分布和導流能力，使得離散裂縫網格建模方法在實際應用中受到一定的限制；②已知裂縫分布和導流能力時，離散裂縫網格建模方法建模過程需要花費大量時間，且模型計算量相對較大；③頁巖氣藏數值模擬的歷史擬合過程中常需要對裂縫系統的性質(裂縫位置、方位、長度和開度等)進行調整，而離散裂縫網格模型的使用不便于對裂縫系統性質進行調整。實際應用中，離散裂縫網格模型常用于對特定問題進行定量分析和計算。

2.2 有效連續介質模型

有效連續介質模型[11-16]是指利用有效多孔介質近似代替基質和裂縫系統，通過一系列參數將流體在有效多孔介質中的流動計算簡化為單孔介質中流體流動的計算過程。模型假設基質和裂縫系統遵循近似的熱力學平衡條件。局部基質和裂縫間的相互作用(流體交換、熱流動、濃度變化等)和系統中全局流體流動過程同時完成。有效連續介質模型適用于裂縫網絡發育且裂縫均勻分布的多孔介質中流體的流動計算，尤其對于多相流動和非等溫流動具有較高的計算效率。然而，當基質系統具有極低的滲透率時，流體不穩定流動時間較長，局部平衡假設條件難以達到，有效連續介質模型的應用也就受到了一定的限制。頁巖儲層具有極低的基質滲透率和不穩定流動過程，有效連續介質模型難以準確模擬流體在頁巖儲層中的流動規律。

2.3 多重連續介質模型

多重連續介質模型[17-18]包括雙孔模型、雙孔雙滲模型和多孔多滲模型。頁巖氣藏數值模擬中，以雙重介質模型的應用最為廣泛。與離散裂縫網絡模型不同，雙重連續介質模型假設頁巖由基質和裂縫兩種孔隙介質構成。氣體在頁巖中以游離態和吸附態存在，裂縫中僅存在游離態氣體，基質系統中同時存在游離態和吸附態氣體。隨頁巖氣藏數值模擬技術的不斷發展，雙重介質模型被廣泛應用和改進。

Kalantari-Dahaghi[19]提出了水力壓裂裂縫的模擬方法，證明對數間距規律的局部網格加密技術能夠更好地模擬水力壓裂裂縫附近地層壓力和飽和度的變化規律。在對數間距規律局部網格加密基礎上，Cipolla[20]，Rubin[21]和Novlesky[22]等人提出了 DS-LS-LGR(雙滲模型-對數間距-局部網格加密)的方法對頁巖氣藏進行數值模擬研究。DS-LS-LGR方法利用雙滲模型將整個研究區域劃分為相同的基礎網格塊，網格長度為給定的最大裂縫間距；SRV(壓裂增產體積)內外采取不同的網格排列方式，對SRV內部區域進行對數間距規律的局部網格加密以精細描述流體在裂縫系統的流動特征；SRV外部繼續沿用傳統雙滲模型的基礎網格塊。DS-LS-LGR方法對頁巖氣藏大規模壓裂措施后形成的復雜裂縫系統進行局部網格加密，不僅保證了裂縫系統模擬的精度，也降低了模型的計算量。Rubin[21]利用精細網格劃分的頁巖氣藏單井標準參考模型(6 000 000～14 000 000節點)在SRV內部模擬氣體的達西流和非達西流動。在模擬過程中，考慮了氣藏中存在和不存在壓裂誘導主裂縫的情形，還對儲層滲透率隨應力時變特征和水平井重復壓裂措施進行了研究。將常規雙滲模型、多重交互連續模型、DS-LS-LGR模型的模擬結果與精細劃分網格的標準參考模型進行了對比分析。結果表明：DS-LS-LGR模型與標準參考模型模擬結果具有較好的一致性。

Wang[23]等人提出了一種簡化雙孔模型，通過簡化雙孔模型模擬結果和參考模型(離散化精細劃分網格模型)模擬結果的對比，證明了簡化雙孔模型的準確性。最后，將簡化雙孔模型應用于Haynesville頁巖氣藏實際頁巖氣生產井的模擬。Li[24]等人綜述了頁巖氣藏數值模擬的不同氣藏模型，并利用典型頁巖氣藏參數進行了模擬，將單孔平面模型(SP-Planar)、單孔平面裂縫網絡模型(SP-Planar Fracture Network)、雙孔模型(DP)、雙孔局部網格加密模型(DP-LGR)、基于微地震監測結果的雙孔裂縫網絡模型(DP-Microseismic-Based Fracture Network)的模型結果進行了對比分析，給出了單孔模型和雙孔模型之間的差異，利用單孔和雙孔模型對實際頁巖氣井進行了擬合。研究結果表明：不同模型可通過修改各個參數實現歷史擬合，但卻不能保證對實際頁巖氣藏特征的準確表征；同時認為，Du等人[25]提出的綜合應用地質研究成果、微地震監測、天然裂縫密度、水力壓裂措施數據、地球化學研究結果等建立的雙孔模型模擬方法能夠預測出實際的泄油體積和形狀、有助于頁巖氣藏后期的井網加密和重復壓裂措施的決策。

3 數值模擬應用

3.1 理論研究

3.1.1 吸附氣影響分析

頁巖氣藏中吸附氣和游離氣并存，吸附氣占據較大比例，一般介于20%～85%。因此，氣體吸附-解吸附平衡轉換問題是頁巖氣藏數值模擬的關鍵問題。頁巖氣藏吸附類型主要劃分為瞬時吸附模型(Instant Sorption Model)和時變吸附模型(Time Dependent Sorption Model)。瞬時吸附模型中，吸附-解吸附過程在頁巖基質和相鄰孔隙系統之間瞬時完成。時變吸附模型中，用一系列網格表征孔隙體積，吸附-解吸附過程僅發生在基質網格與相鄰孔隙網格之間。Kalantari-Dahaghi[19]對頁巖氣藏不同吸附模型進行了模擬研究，結果表明：瞬時吸附模型對應的氣井產氣量遠高于時變吸附模型對應的氣井產氣量。因此，實際頁巖氣藏數值模擬工作中應用何種吸附方式還需要進一步的研究。

Cipolla[20]利用擴展的DS-LS-LGR方法對Barnett頁巖氣藏進行了研究，針對多組分氣體解吸附問題應用擴展Langmuir吸附等溫式。模擬結果表明吸附氣對累積產氣量的貢獻率隨裂縫間距減小而逐漸增大，吸附氣主要在生產中后期產出。

擴展Langmuir吸附等溫式：

(1)

3.1.2 儲層參數分析

1) 基質滲透率

美國天然氣技術研究院(GTI)[26]利用數值模擬方法對肯塔基州派克縣實際頁巖氣井進行了產能擬合，結果表明：對于高基質滲透率頁巖(Km>10-9μm2)，基質滲透率對氣井最終可采儲量影響不大，氣井產能主要受裂縫滲透率和間距控制；對于低滲透率頁巖(Km<10-9μm2)，氣井最終可采儲量過低難以達到經濟開采的下限；對于頁巖基質滲透率10-12μm2

Bustin等人[27]開發了二維數值模擬軟件研究不同基質結構和裂縫類型對頁巖氣藏開發的影響。在數值模擬軟件中應用考慮巖石結構的Match-Stick模型確定裂縫的滲透率和孔隙度。公式(2)給出了利用平均裂縫間距和裂縫開度表征裂縫系統性質的Match-Stick[28-29]模型。同時還引入基質裂縫貢獻因子判斷兩者對氣井產量的相對貢獻大小，公式(3)給出了基質裂縫貢獻因子(f)的表達式。結果表明：頁巖氣藏儲層巖石基質塊結構和裂縫網絡是影響氣藏開發的關鍵因素。當f>1.0時，氣藏開發主要受基質系統性質的影響，基質塊尺寸或基質滲透率是影響氣井產量的主要因素；f=1.0時，裂縫和基質系統對應的氣井產量貢獻相當，基質和裂縫系統性質同時控制氣藏的開發；f<1.0時，裂縫滲透率為氣藏開發的主控因素。

Match-Stick模型：

(2)

(3)

Okouma[30]對Haynesville頁巖氣藏實際氣井進行了動態分析，認為氣井產能損失的機理主要包括：裂縫閉合、基質滲透率隨應力時變特征、相對滲透率和回壓作用、滲透率段塞和熱膨脹效應。與常規儲層相似，非常規儲層中溫度和壓力的變化直接導致原始應力發生變化[31-32]。儲層壓力和溫度變化引起的應力變化會導致儲層(基質、天然裂縫、壓裂誘導裂縫)變形，進而影響儲層性質和流體流動規律。耦合流動和變形理論將孔隙度和滲透率歸結為有效應力的函數，公式(4)給出了有效應力的表達式。頁巖氣藏開發過程中，氣井附近地層和裂縫系統孔隙壓力逐漸下降，有效應力逐漸增加導致出現壓縮效應，進而引起儲層滲透率的損失[33]。在同一頁巖氣藏中，不同生產壓降對應不同的儲層滲透率衰減規律。基于上述假設和判斷，引入滲透率模量[34]描述基質滲透率的變化規律。根據頁巖基質滲透率隨壓降呈指數規律變化[公式(5)和公式(6)]，建立了兩種不同的水平井多段壓裂模擬方案(高壓降和低壓降)，并應用不同的滲透率衰減函數進行模擬。模擬結果表明：較低的生產壓降會獲得較高的最終可采儲量，有效控制氣井產量的措施一定程度上會減緩氣井產能損失。

(4)

(5)

(6)

2) 裂縫系統

Bustin等人[27]對微裂縫的研究表明：氣井產量不僅受基質和裂縫滲透率的影響，還受裂縫間距的影響；氣體由基質向裂縫系統運移的質量流量與裂縫間距的平方根成正比；裂縫間距小于0.20 m時，氣井產量受裂縫間距影響較小，進一步降低裂縫間距并不能提高氣井產量。當裂縫間距大于0.20 m時，裂縫間距對氣井產量影響較大。

Cipolla[20]認為頁巖氣藏數值模擬的關鍵問題是確定裂縫密度、導流能力和導流能力隨應力的變化規律。支撐劑在裂縫中的分布形式直接影響裂縫的導流能力。支撐劑在裂縫系統中的分布有兩種情況：①支撐劑平均分布，若支撐劑平均分布在裂縫系統中，以此計算的支撐劑濃度難以達到支撐裂縫的濃度，裂縫系統中的所有裂縫表現為未支撐裂縫；②支撐劑僅分布在壓裂誘導主裂縫中(primary fractures)，壓裂誘導主裂縫支撐劑濃度較高，具有較高的導流能力，有效地溝通天然裂縫網絡和井筒。此時，氣井產能主要取決于壓裂誘導主裂縫之外的部分支撐(partially propped)或未支撐(un-propped)裂縫。除支撐劑分布形式外，楊氏模量也是影響裂縫導流能力的重要參數。圖1給出了不同楊氏模量儲層巖石未支撐裂縫導流能力隨閉合應力變化規律曲線。隨楊氏模量降低，儲層巖石逐漸變軟，塑性增強，部分支撐裂縫和未支撐裂縫導流能力隨閉合應力衰減速度加快。

Rubin[21]在頁巖氣藏數值模擬中考慮了氣體的高速非達西效應，根據Evans[35]提出的非達西系數相關式計算每個裂縫網格的非達西系數。公式(7)給出了非達西系數相關式，非達西系數隨裂縫滲透率的增加而逐漸減小。非達西系數相關式是包含支撐裂縫實驗測試在內超過180個數據點擬合得來的，擬合相關系數達到了0.974。由于在DS-LS-LGR模型中，等效導流能力方法校正了裂縫網格的達西流效應，而并沒有對非達西系數進行校正。因此，引入滲透率校正因子與非達西系數相乘獲得校正后裂縫對應的非達西系數，公式(8)和公式(9)給出了相應的計算式。將校正系數與非達西系數相乘獲得校正后的網格非達西系數。除此之外，Rubin[21]還對裂縫導流能力隨應力變化特征進行了研究，其假設條件是壓力下降至井底流壓時，支撐裂縫導流能力下降至裂縫初始導流能力的20%，未支撐裂縫導流能力衰減極限為裂縫初始導流能力的5%。圖2給出了用于模擬計算的支撐裂縫和未支撐裂縫導流能力的變化規律曲線。

圖1 不同楊氏模量下未支撐裂縫導流能力隨應力變化曲線Fig.1 Conductivity of non-propped fractures vs.stress under different Young modulus 1 psi=0.006 895 MPa；E為揚氏模量

(7)

(8)

(9)

圖2 支撐和未支撐裂縫導流能力隨應力變化曲線Fig.2 Conductivity of non-propped and propped fractures vs.stress1 psi=0.006 895 MPa

Kalantari-Dahaghi[19]應用離散裂縫網格模型描述裂縫的分布、幾何形狀和方位信息。利用無因次裂縫導流能力公式計算裂縫導流能力(式10)。同時，通過增加表皮系數等效實現氣井周圍的高速非達西效應[公式(11)和公式(12)]。

(10)

(11)

(12)

Novlesky[22]等人認為水力壓裂誘導裂縫在近井處開度較大，遠井處開度較小。水力壓裂誘導裂縫導流能力由近井處向遠井處逐漸降低。遠離井筒射孔位置的壓裂誘導裂縫導流能力過低，難以形成有效的導流能力供流體流動。通過調整導流能力梯度(單位距離內裂縫導流能力衰減的數值)，能夠調整有效裂縫的長短，也便于歷史擬合，公式(13)給出了裂縫網格導流能力的計算公式。

(13)

3.1.3 流體參數分析

Bustin[27]等人應用Harpalani[36]建立的氣水相對滲透率模型對頁巖氣藏氣水兩相流動進行了模擬研究，公式(14)—公式(16)給出了氣水相對滲透率預測公式，圖3給出了相應的氣水相對滲透率曲線。氣水兩相流動模擬結果表明：原始含水飽和度主要影響氣井的初期產量，隨原始含水飽和度增加，氣井初期日產氣量降低；不同原始含水飽和度條件下氣井的后期產量差異不大；原始含水飽和度對氣井累積產氣量影響較小。除氣水兩相流動研究外，還應用Peng-Robinson狀態方程[37]計算氣體密度、粘度、壓縮系數，利用Ahmed給出的方程[38]計算水相密度，利用Brill[39]給出的模型計算水相粘度。

(14)

(15)

(16)

Kalantari-Dahaghi[19]對影響頁巖氣藏的17個參數進行了敏感性分析，圖4給出了不同模擬參數的影響系數分布。由圖可知，頁巖氣吸附類型、天然裂縫滲透率、基質-裂縫竄流系數和水力壓裂裂縫參數(間距、高度、半縫長、導流能力)是影響頁巖氣藏開發的敏感性參數。在地質資料基礎上，可對上述參數在合理范圍內進行調整以用于歷史擬合研究。

圖3 計算相對滲透率曲線Fig.3 Calculated relative permeability curve

圖4 頁巖氣藏不同模擬參數敏感性(Kalantari-Dahaghi，2011)Fig.4 Sensitivities of different simulation parameters of shale gas reservoirs

3.2 實際應用

Du[25]等人以Barnett頁巖氣藏為例詳細闡述了頁巖氣藏地質建模和數值模擬的流程，利用井筒成像、測井解釋結果、水力壓裂措施、微地震監測數據建立離散裂縫網絡，粗化雙孔模型用于進行頁巖氣藏數值模擬。同時，還指出氣藏數值模擬軟件難以對前期地質建模形成的大規模離散裂縫網絡模型進行模擬計算。通常首先對離散裂縫網絡模型進行粗化，形成雙孔雙滲模型，然后利用Eclipse等數值模擬軟件進行模擬計算。

對于某些頁巖氣藏數值模擬，雙孔模型并不適用，需要準確的把握DFN、壓后裂縫系統特征及頁巖的生產機理。網格粗化方法包括：①Statistical(Oda)方法，根據裂縫幾何形狀和裂縫分布建立滲透率張量，主要使用了統計學方法。該方法在離散裂縫網格屬性粗化過程中不考慮裂縫間的連通，當裂縫密度較低時，粗化后裂縫滲透率偏低；②Tensor張量方法，等效流動方法，建立有限差分網格，執行每個網格3個方向上小尺度的流動模擬，獲取網格塊在3個方向上的滲透率。該方法粗化速度較慢，但能夠獲得較為準確的結果。

4 結論

1) 有機質為氣體提供了重要的儲集空間，頁巖儲層中的天然氣多吸附在有機質孔隙表面。有機質作為頁巖儲層中重要組成部分直接影響頁巖氣藏的產能，而現有頁巖氣藏數值模擬中的儲層模型并未考慮有機質的影響。頁巖氣藏儲層模型有待于完善，以解決如何描述有機質的問題。

2) 目前，頁巖氣藏的數值模擬研究多集中于單相流動，少數考慮氣水兩相流動模型的也是借鑒常規氣藏進行處理。因此，需通過大量的物理模擬實驗研究頁巖儲層單相和氣水兩相流動，闡明單相氣體解吸附、擴散和滲流過程的運移規律和主控因素，建立氣水兩相流動數學模型和數值模型。

3) 水力壓裂措施是頁巖氣藏獲得工業性氣流的關鍵工程技術，而對天然裂縫和壓裂誘導裂縫的準確建模是巖氣藏數值模擬的關鍵。實際頁巖氣藏數值模擬研究過程中，需要綜合考慮微地震監測資料、天然裂縫密度解釋資料、水力壓裂施工記錄數據和地質-應力屬性資料以準確描述頁巖氣藏復雜裂縫網絡分布和性質。

4) 針對頁巖氣藏數值模擬，還需要形成相應的標準和規范，以便更好地指導該類氣藏開發。

符號說明

a——平均裂縫間距，m；

b——平均裂縫開度，m；

f——基質裂縫貢獻因子，小數；

g——水力壓裂誘導裂縫導流能力梯度,m2·m/m；

pP——孔隙壓力，MPa；

p——壓力，MPa；

q——體積流量，m3/(m3·s)；

re——等效泄油半徑，m；

rw——氣井半徑，m；

s——可動水飽和度與可動氣體飽和度比值，無量綱；

wf——裂縫寬度，m；

x——距射孔位置距離，m；

yi——給定氣體組分物質量的含量，小數；

A——流動截面積，m2；

Bi——給定氣體組分Langmuir常數，1/MPa；

Bj——對應氣體的Langmuir參數，1/MPa；

D——非達西影響因子，無量綱；

FCD——無因次裂縫導流能力，無量綱；

FC max——最大裂縫導流能力，m2·m；

FC min——最小裂縫導流能力，m2·m；

FC——裂縫導流能力，m2·m；

KCORR——非達西滲透率校正因子，無量綱；

Kfeff——有效裂縫滲透率，m2；

Kf——裂縫滲透率，m2；

Ki——儲層原始滲透率，m2；

Km——基質滲透率，m2；

Krg——氣相相對滲透率，無量綱；

Krw——水相相對滲透率，無量綱；

Kr——相對滲透率，無量綱；

K——滲透率，m2；

Sgr——殘余氣飽和度，小數。

Swr——束縛水飽和度，小數；

Sw——含水飽和度，小數；

S——表皮系數，無量綱；

Vi——給定組分氣體吸附量，m3/m3；

VLi——給定氣體組分Langmuir體積常數，m3/m3；

Xf——裂縫半長，m；

Δp——壓差，MPa；

φf——裂縫孔隙度，小數；

α——Biot系數，無量綱；

βf CORR——校正后的非達西系數，1/m；

βf——非達西系數，1/m；

μ——流體粘度，mPa·s；

ρ——流體密度，kg/m3；

σ——原始儲層應力，MPa；

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(編輯 高 巖)

Areviewofnumericalsimulationofshalegasreservoirs

Yu Rongze1,2,Bian Yanan2,Qi Yadong3,Zhang Xiaowei2,Li Yang2,Yan Jun2,Wang Meizhu2

(1.DepartmentofEnergyandResourcesEngineering,CollegeofEngineering,PekingUniversity,Beijing100871,China; 2.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development-Langfang,Langfang,Hebei065007,China; 3.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083,China)

This article expounds on the recent advancement of the technology all around the world through the following three aspects:shale gas occurrence and flow mechanism,gas reservoir modeling,as well as theoretical study and application of numerical simulation.It suggests that four issues remain to be improved and further probed:①Improving reservoir modeling to take the effect of organic matte into consideration;②Expounding more on flow mechanism and main controlling factors of single-phase gas desorption,diffusion and percolation,and establishing mathematical model and numerical model for two-phase(gas/water)flow;③Understanding the importance of accurate modeling of natural and induced fractures to shale gas reservoir numerical simulation,and combining related results of other detecting techniques in practical application;④Establishing corresponding standards and norms for shale gas reservoir numerical simulation.

hydraulic fracturing,flow mechanism,numerical simulation,gas reservoir model,shale gas

2012-10-19;

：2014-01-10。

于榮澤(1983—)，博士、工程師，頁巖氣開發。E-mail:yurongze2011@163.com。

國家重大科技專項(2011ZX05018-005)。

0253-9985(2014)01-0131-07

10.11743/ogg20140116

TE19

：A