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页岩气藏流固耦合渗流模型及有限元求解
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249, [2]俄克拉荷马大学石油与地质工程系,美国诺曼73069
  • 相关基金:国家自然科学基金重大国际(地区)合作项目(51210006)
中文摘要:

页岩气渗流模型是页岩气藏动态分析和数值模拟的基础。将裂缝性页岩气藏视为基质孔隙一裂缝双重介质,同时考虑岩石骨架变形对气体渗流场的影响,建立页岩气藏流固耦合渗流模型。模型假设基质孔隙内作克努森流动,裂缝中作达西渗流,综合考虑页岩气壁面滑脱流动与孔内扩散作用、吸附与脱附、应力敏感性等渗流机制。采用有限元法离散控制方程及全隐式耦合求解方法,编制计算机程序。考虑真实页岩参数取值,利用该模型进行算例分析。结果表明,页岩气藏压力下降速率小于常规裂缝性气藏压力下降速率;裂缝渗透率是影响裂缝渗流压力衰减的主要因素,需考虑页岩裂缝导流能力与基质产气速率的匹配关系;原始地层压力越小,裂缝渗流压力衰减越慢。所建模型可为页岩气藏模拟器开发及动态分析提供理论基础。

英文摘要:

A comprehensive gas-flow model for shale gas reservoir is significantly important for the dynamic analysis of gas production and reservoir simulations. This paper proposed a hydro-mechanical model for shale gas reservoir that was considered as dual permeability media of matrix pore and fracture. The Knudsen flow in porous matrix and Darcy flow in fracture network were assumed. The model involves multiple flow regimes, gas adsorption/desorption, and stress-sensitive effect. Finite element method was used to discretize the governing equations by fully implicit discretization schemes, and thus corresponding code was made. A numerical example was presented using the proposed model and field shale parameters. Results show that the pressure-declined rate of shale gas reservoir is less than that of conventionally fractured reservoirs. Fracture permeability is a primary factor of reservoir pressure depletion. It is necessary to make the flow conductivity of fractures match with the gas production from shale matrix. The initial pressure has a major effect on the fracture pressure depletion, which indicates that the less initial pressure is, the less fracture pressure depletion is. The presented model and code are helpful for understanding shale gas production and developing the shale-gas reservoir simulator.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,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:75823