考虑滑脱效应与迂曲度分布特征的页岩复杂裂缝网络渗透率模型
2021-01-19王付勇程辉
中南大学学报(自然科学版) 2020年12期
关键词:模型
王付勇,程辉
(中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院,北京,102249)
页岩气作为一种非常规资源,是目前国内外勘探开发的热点[1-2]。页岩储层孔隙度和渗透率极低,孔喉连通性差,但泥质含量较高,岩性较脆,储层中发育大量天然微裂缝,微裂缝开度纳米到微米不等[3]。由于页岩储层物性极差,在开发过程中需要大规模人工压裂。人工压裂产生的人造裂缝与储层中的天然裂缝一起形成复杂裂缝网络,成为储层与井筒之间重要流动通道,因此,研究页岩复杂裂缝网络渗流特征对页岩气的有效开发具有重要意义[4]。与常规油气藏流体渗流规律不同,页岩气在微纳米裂缝中的流动规律研究必须考虑滑脱效应的影响,这是因为在页岩储层中,气体的平均自由程往往接近于孔喉或裂缝开度,气体在边界处的流动速度不为0[5-7]。TANG 等[8]使用Boltzmann方法模拟气体在微尺度孔隙中的流动发现,当压力和孔隙度较低时,滑脱效应对气体流动的影响不可忽略。滑脱效应的研究对明确气体在微纳米尺度流动机理具有重要意义[9-10]。滑脱因子可以反映滑脱效应的严重程度,自从KLINKENBERG[11]提出滑脱因子的概念以来,国内外学者关于滑脱效应进行了大量研究,提出了不同滑脱因子的表达式[12-17]。相关研究表明天然裂缝的分布符合分形标度律[18-19]。页岩储层微纳米裂缝具有与平板类似的形状,因此平板模型通常用来描述裂缝内的流动。李玉丹等[20]将页岩裂缝网络假设为一簇互不交叉的平板裂缝,且假设裂缝分布具有分形分布特征,推导一种页岩裂缝表观渗透率动态模型。……
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