頁巖油氣藏微觀滲流理論與數(shù)值模擬方法

目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
第2章 頁巖油氣吸附解吸與流動的分子動力學研究 5
2.1 頁巖氣在有機質及黏土礦物狹縫中的吸附規(guī)律 5
2.1.1 模型與方法 5
2.1.2 頁巖氣在有機質狹縫中的吸附 7
2.1.3 頁巖氣在黏土礦物狹縫中的吸附 15
2.1.4 小結 26
2.2 甲烷和二氧化碳在干酪根中的吸附規(guī)律 26
2.2.1 模型與方法 27
2.2.2 甲烷在干酪根中的吸附規(guī)律 29
2.2.3 二氧化碳在干酪根中的吸附規(guī)律 36
2.2.4 甲烷、二氧化碳二元氣體在干酪根中的吸附 41
2.2.5 小結 44
2.3 頁巖油在石英及干酪根狹縫中的流動規(guī)律 45
2.3.1 模型與方法 45
2.3.2 壓力梯度對流態(tài)的影響 49
2.3.3 不同狀態(tài)下的流體分布 51
2.3.4 流體與壁面的碰撞對流體分布和臨界壓力梯度的影響 58
2.3.5 流體組分對臨界壓力梯度的影響 58
2.3.6 小結 64
參考文獻 65
第3章 微納尺度多孔介質中氣體運移機制及解析模型 69
3.1 多孔介質中氣體運移機制及模型 69
3.1.1 多孔介質中氣體運移機制 69
3.1.2 多孔介質中氣體運移模型 70
3.2 僅存在游離氣時微納尺度多孔介質中運移機制 72
3.2.1 多孔介質中流動形態(tài)的分類 72
3.2.2 微納尺度多孔介質中氣體運移耦合模型 73
3.2.3 微納尺度多孔介質中氣體運移模式研究 77
3.3 吸附氣、游離氣共存時微納尺度多孔介質中運移機制 85
3.3.1 考慮吸附層厚度但不考慮表面擴散時的氣體運移模型 85
3.3.2 考慮吸附層厚度和表面擴散時的氣體運移模型 87
3.3.3 微納尺度下多孔介質吸附氣和游離氣共存時的氣體運移模型 88
3.4 考慮二階滑移和壁面吸附的氣體滑移系數(shù)解析模型 92
3.4.1 圓形孔隙氣體流動模型 92
3.4.2 氣體滑移系數(shù)的分形模型 98
3.4.3 微納多孔介質內氣體滑移系數(shù)分析 103
參考文獻 107
第4章 基于數(shù)字巖心和格子玻爾茲曼方法的頁巖氣微觀流動模擬 111
4.1 頁巖多尺度數(shù)字巖心構建方法 111
4.1.1 多點統(tǒng)計學 112
4.1.2 模擬實例 116
4.1.3 小結 125
4.2 基于格子玻爾茲曼方法的頁巖氣微觀流動模擬 126
4.2.1 格子玻爾茲曼基本模型 126
4.2.2 考慮微尺度效應和氣體高壓影響的格子玻爾茲曼模型 127
4.2.3 基于格子玻爾茲曼的數(shù)字巖心內頁巖氣微觀流動模擬 136
4.3 考慮有機質吸附/解吸的頁巖氣流動模擬 150
4.3.1 分子模擬-格子玻爾茲曼方法結合的頁巖氣跨尺度流動模擬方法 150
4.3.2 有機質吸附/解吸對頁巖氣流動及生產(chǎn)的影響規(guī)律 154
4.4 考慮大密度比的頁巖氣、水兩相格子玻爾茲曼方法模擬 160
4.4.1 大密度比、高黏度比的格子玻爾茲曼兩相流動模擬模型 161
4.4.2 基于頁巖數(shù)字巖心的頁巖氣水流動機制 165
參考文獻 175
第5章 基于數(shù)字巖心和N-S方程直接求解的頁巖油微觀流動模擬 179
5.1 頁巖多礦物相數(shù)字巖心構建及孔隙表征 179
5.1.1 數(shù)字巖心通用構建方法 179
5.1.2 多礦物相數(shù)字巖心構建方法 182
5.1.3 基于孔隙網(wǎng)絡模型的孔隙表征方法 191
5.2 頁巖油單相直接流動模擬 194
5.2.1 頁巖油單相流動控制方程 194
5.2.2 頁巖油單相流動模型求解及驗證 196
5.2.3 規(guī)則孔隙單相流動規(guī)律 200
5.2.4 三維數(shù)字巖心單相流動規(guī)律 202
5.3 頁巖油水兩相直接流動模擬 208
5.3.1 頁巖油水兩相流動控制方程 208
5.3.2 頁巖油水兩相流動模型求解及驗證 208
5.3.3 規(guī)則孔隙兩相流動規(guī)律 213
5.3.4 三維數(shù)字巖心兩相流動規(guī)律 215
參考文獻 219
第6章 基于孔隙網(wǎng)絡模型的頁巖氣藏微觀流動模擬 221
6.1 孔隙網(wǎng)絡模型發(fā)展與應用 221
6.2 考慮頁巖氣傳輸機制和氣體性質的傳導率計算 223
6.3 頁巖數(shù)字巖心重構與孔隙網(wǎng)絡模型提取 234
6.4 頁巖氣藏微納尺度孔隙網(wǎng)絡模型單相流動模擬方法 242
6.4.1 頁巖有機質孔隙網(wǎng)絡氣體流動模擬方法 243
6.4.2 頁巖無機質孔隙網(wǎng)絡氣體流動模擬方法 249
6.4.3 考慮有機孔-無機孔相互作用雙重孔隙類型孔隙網(wǎng)絡氣體流動模擬方法 255
6.4.4 孔隙尺度-巖心尺度跨尺度實驗室壓力脈沖數(shù)據(jù)解釋方法 259
6.5 頁巖氣藏微納尺度孔隙網(wǎng)絡模型兩相流動模擬方法 267
6.5.1 頁巖有機質孔隙網(wǎng)絡氣水兩相流動規(guī)律 267
6.5.2 考慮有機孔-無機孔共存的雙重孔隙類型孔隙網(wǎng)絡氣水兩相流動規(guī)律 273
6.6 我國某頁巖氣藏區(qū)塊開發(fā)過程中的實際應用 283
6.6.1 頁巖氣藏研究區(qū)塊基礎數(shù)據(jù)資料獲取 283
6.6.2 頁巖氣藏研究區(qū)塊孔隙結構分析 285
6.6.3 頁巖氣藏研究區(qū)塊滲透率影響規(guī)律分析 288
6.6.4 頁巖氣藏研究區(qū)塊氣水相滲*線影響規(guī)律分析 290
參考文獻 293