页岩微裂缝内气-水两相流动规律

论文摘要

气-水两相流动广泛存在于页岩气藏压裂液返排及页岩气生产阶段,直接决定页岩气藏压裂及开发效果.页岩微裂缝是储层流体运移的主要通道.然而由于物理实验尺度及精度的限制,准确模拟页岩微裂缝中的气-水两相流动存在巨大挑战.为探究页岩微裂缝中气-水两相流动规律,本文系统考虑了气-水两相流体多重微尺度效应,包括:（1）气相滑移;（2）水相滑移及边界层黏度变化;（3）气驱水条件下,存在沿壁面流动的水膜.建立气-水两相流体微尺度流动模型,采用侵入逾渗判断两相分布,求解真实页岩微裂缝内气-水相对渗透率,并验证模型的正确性.研究结果表明,微裂缝开度小于3μm时,微尺度效应影响不可忽略;微裂缝开度及水膜对气-水相对渗透率的影响均取决于各相流体所占流动空间的相对大小;气藏开采过程中压力降低,导致气相表观渗透率升高及微裂缝开度减小,均会造成气相相对渗透率减小;水膜的存在对气相流动能力造成影响的微裂缝开度界限为0.65μm.该研究揭示了页岩微裂缝内气-水两相流动规律,为评价页岩气井压裂及生产效果提供了理论基础.

论文目录

• 1 气/水微尺度流动模型
•   1.1 真实气体效应对气体性质的影响
•   1.2 单相气流动的传导率方程
•   1.3 单相水流动的传导率方程
•   1.4 气-水两相传导率方程
• 2 结果与分析
•   2.1 模型验证
•   2.2 页岩单条微裂缝开度分布
•   2.3 页岩微裂缝气-水两相流动模拟及相对渗透率曲线
•   2.4 微裂缝内气-水两相流动影响因素分析
•     2.4.1 微裂缝开度
•     2.4.2 气藏压力影响
•     2.4.3 水膜影响
• 3 结论
• 补充材料

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王东英,姚军,陈掌星,孙海,宋文辉

关键词: 页岩微裂缝,气水两相,微尺度效应,侵入逾渗,相对渗透率

来源: 科学通报 2019年31期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油大学(华东)石油工程学院,Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary

基金: 国家自然科学基金(51490654,51711530131,51674280),山东省自然科学基金(ZR2016EL09),中央高校基本科研业务费专项资金(18CX06007A,17CX02008A)资助

分类号: TE377

页码: 3232-3243

总页数: 12

文件大小: 13529K

下载量: 311