基于格子Boltzmann方法的致密氣藏微尺度效應(yīng)研究

吳子森，董平川，袁忠超，張雪嬌，曹耐，楊書(shū)

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2.中海油研究總院開(kāi)發(fā)研究院，北京 100027）

基于格子Boltzmann方法的致密氣藏微尺度效應(yīng)研究

吳子森1，董平川1，袁忠超2，張雪嬌1，曹耐1，楊書(shū)1

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2.中海油研究總院開(kāi)發(fā)研究院，北京 100027）

致密儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體在致密孔喉中的流動(dòng)存在微尺度效應(yīng)，宏觀流動(dòng)規(guī)律難以準(zhǔn)確描述其滲流特征。針對(duì)致密多孔介質(zhì)孔隙主要分布在微納米尺度的特點(diǎn)，建立修正克努森數(shù)（Kn）、固體邊界處考慮鏡面反彈（邊界滑移效應(yīng)）的格子Boltzmann模型。通過(guò)模擬壓差驅(qū)動(dòng)下的二維平板流動(dòng)，驗(yàn)證了模型的正確性，并分析了克努森數(shù)對(duì)流動(dòng)速度的影響?；陔S機(jī)生長(zhǎng)四參數(shù)生成法，對(duì)致密儲(chǔ)層的二維微觀孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重構(gòu)，利用修正格子Boltzmann模型進(jìn)行流動(dòng)模擬。結(jié)果表明：氣體在致密儲(chǔ)層中的流動(dòng)存在微尺度效應(yīng)，滑脫效應(yīng)使得通道中間部分流體速度增大；在一定的壓力梯度下，滲透率隨著克努森數(shù)的增加而呈線性增加；克努森數(shù)不變時(shí)，滲透率隨著平均壓力倒數(shù)的增加而呈線性增加，即隨著平均壓力的增加，巖心的絕對(duì)滲透率減小。

致密砂巖；微尺度效應(yīng)；格子Boltzmann方法；克努森數(shù)；滲透率

隨著非常規(guī)油氣資源日益受到重視，致密氣藏的勘探開(kāi)發(fā)逐漸成為熱點(diǎn)［1-3］。由于致密儲(chǔ)層巖性致密，滲透率極低，實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)設(shè)備和技術(shù)人員要求較高，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法難以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度。……