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页岩气渗流数学模型
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:《科学通报》
  • 时间:0
  • 分类:O141.4[理学—数学;理学—基础数学]
  • 作者机构:[1]中国石油大学(北京),石油工程教育部重点实验室,北京102249, [2]School for Engineering of Matter, Transport and Energy, Arizona State University, Tempe AZ 85287-6101, USA
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(51325402); 国家自然科学基金重大项目(51490650);国家自然科学基金重点项目(51234006)资助
中文摘要:

针对页岩气藏流体运移机理复杂、传统模型难以准确描述的难题,本文综合考虑页岩气在孔隙中的黏性流动、Knudsen扩散以及吸附气的表面扩散和因岩石变形引起的滑移分别建立自由气和吸附气扩散方程,建立页岩气在基质与裂缝中的渗流数学模型,并采用非线性非平衡Langmuir吸附理论分析页岩气渗流过程中的解吸附机理.通过数值模拟方法研究了不同流动机制对页岩气产量的影响,结果表明,吸附气的表面扩散与滑移对页岩气产量的影响均在0.1%以下,可以忽略;黏性流动与Knudsen扩散主导页岩气的渗流;非平衡吸附速率对页岩气产量影响较大,吸附速率越大,产量越大.本文建立的模型能较好地揭示页岩气的复杂渗流机理,并为页岩气藏的开发提供了科学基础.

英文摘要:

This study incorporates various gas transport mechanisms in shale nanopores with nonlinear and non-equilibrium gas adsorptiondesorption kinetics. We formulate a simplified model for matrix and hydraulic fractures to study the dynamic production performance of multi-stage fractured horizontal wells in shale gas reservoirs. The gas transport mechanisms include viscous flow, Knudsen diffusion of free gas, surface diffusion, and slippage of adsorbed gas whilerock deformation is coupled in the flow equations. The sensitivity of the production rate to key physical parameters is examined through numerical simulation. Our results indicate that the viscous flow and Knudsen diffusion dominate the production of shale gas. The production rate was sensitive to the desorption rate while largely unaffected by the surface diffusion and slippage of the adsorbed gas, given that the transport process of adsorbed gas is a much slower process than the diffusion of free gas.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792