考虑表面扩散的页岩气渗透率两区复合解析模型

作者：岳陈军; 张烈辉; 赵玉龙; 郭晶晶页岩气视渗透率表面扩散两区复合模型

摘要：页岩气是一种以吸附态和游离态为主，赋存于纳米级多孔介质中的一种非常规气藏，其渗流特征较常规气藏存在较大的差异。前人研究表明，页岩气运移过程存在多种渗流机理，主要包括：达西渗流、滑脱效应和扩散。虽然前人对自由气扩散的渗流机理模型进行了大量的研究，但是大多没有考虑吸附气表面扩散对渗流的影响。针对以往研究的不足，该文采用两区复合概念模型，建立了考虑吸附气表面扩散、达西渗流和滑脱效应的气体渗流模型，将吸附气和自由气运动关系利用修正的滑脱速度边界条件进行耦合，采用等值渗流阻力法对气体在纳米孔隙介质中渗流的关键参数-渗透率-进行了深入研究，获得了适用于任意克努森数范围的页岩气渗透率解析模型。通过对不同尺度、不同压力下的储层在考虑表面扩散等多重机制下的渗透率进行了计算并发现：吸附气表面扩散是页岩气渗流的重要机理，其对渗透率的贡献会对页岩气藏储层评价和开发方案制定以及增产改造施工设计产生重要影响。

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