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(dòng)的分子動(dòng)力學(xué)研究 5
2.1 頁巖氣在有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(jié) 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?dú)怏w在干酪根中的吸附 41
2.2.5 小結(jié) 44
2.3 頁巖油在石英及干酪根狹縫中的流動(dòng)規(guī)律 45
2.3.1 模型與方法 45
2.3.2 壓力梯度對(duì)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(duì)流體分布和臨界壓力梯度的影響 58
2.3.5 流體組分對(duì)臨界壓力梯度的影響 58
2.3.6 小結(jié) 64
參考文獻(xiàn) 65
第3章 微納尺度多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移機(jī)制及解析模型 69
3.1 多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移機(jī)制及模型 69
3.1.1 多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移機(jī)制 69
3.1.2 多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移模型 70
3.2 僅存在游離氣時(shí)微納尺度多孔介質(zhì)中運(yùn)移機(jī)制 72
3.2.1 多孔介質(zhì)中流動(dòng)形態(tài)的分類 72
3.2.2 微納尺度多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移耦合模型 73
3.2.3 微納尺度多孔介質(zhì)中氣體運(yùn)移模式研究 77
3.3 吸附氣、游離氣共存時(shí)微納尺度多孔介質(zhì)中運(yùn)移機(jī)制 85
3.3.1 考慮吸附層厚度但不考慮表面擴(kuò)散時(shí)的氣體運(yùn)移模型 85
3.3.2 考慮吸附層厚度和表面擴(kuò)散時(shí)的氣體運(yùn)移模型 87
3.3.3 微納尺度下多孔介質(zhì)吸附氣和游離氣共存時(shí)的氣體運(yùn)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(dòng)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(zhì)內(nèi)氣體滑移系數(shù)分析 103
參考文獻(xiàn) 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(dòng)模擬 111
4.1 頁巖多尺度數(shù)字巖心構(gòu)建方法 111
4.1.1 多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué) 112
4.1.2 模擬實(shí)例 116
4.1.3 小結(jié) 125
4.2 基于格子玻爾茲曼方法的頁巖氣微觀流動(dòng)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(yīng)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(nèi)頁巖氣微觀流動(dòng)模擬 136
4.3 考慮有機(jī)質(zhì)吸附/解吸的頁巖氣流動(dòng)模擬 150
4.3.1 分子模擬-格子玻爾茲曼方法結(jié)合的頁巖氣跨尺度流動(dòng)模擬方法 150
4.3.2 有機(jī)質(zhì)吸附/解吸對(duì)頁巖氣流動(dòng)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(dòng)模擬模型 161
4.4.2 基于頁巖數(shù)字巖心的頁巖氣水流動(dòng)機(jī)制 165
參考文獻(xiàn) 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(dòng)模擬 179
5.1 頁巖多礦物相數(shù)字巖心構(gòu)建及孔隙表征 179
5.1.1 數(shù)字巖心通用構(gòu)建方法 179
5.1.2 多礦物相數(shù)字巖心構(gòu)建方法 182
5.1.3 基于孔隙網(wǎng)絡(luò)模型的孔隙表征方法 191
5.2 頁巖油單相直接流動(dòng)模擬 194
5.2.1 頁巖油單相流動(dòng)控制方程 194
5.2.2 頁巖油單相流動(dòng)模型求解及驗(yàn)證 196
5.2.3 規(guī)則孔隙單相流動(dòng)規(guī)律 200
5.2.4 三維數(shù)字巖心單相流動(dòng)規(guī)律 202
5.3 頁巖油水兩相直接流動(dòng)模擬 208
5.3.1 頁巖油水兩相流動(dòng)控制方程 208
5.3.2 頁巖油水兩相流動(dòng)模型求解及驗(yàn)證 208
5.3.3 規(guī)則孔隙兩相流動(dòng)規(guī)律 213
5.3.4 三維數(shù)字巖心兩相流動(dòng)規(guī)律 215
參考文獻(xiàn) 219
第6章 基于孔隙網(wǎng)絡(luò)模型的頁巖氣藏微觀流動(dòng)模擬 221
6.1 孔隙網(wǎng)絡(luò)模型發(fā)展與應(yīng)用 221
6.2 考慮頁巖氣傳輸機(jī)制和氣體性質(zhì)的傳導(dǎo)率計(jì)算 223
6.3 頁巖數(shù)字巖心重構(gòu)與孔隙網(wǎng)絡(luò)模型提取 234
6.4 頁巖氣藏微納尺度孔隙網(wǎng)絡(luò)模型單相流動(dòng)模擬方法 242
6.4.1 頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)氣體流動(dòng)模擬方法 243
6.4.2 頁巖無機(jī)質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)氣體流動(dòng)模擬方法 249
6.4.3 考慮有機(jī)孔-無機(jī)孔相互作用雙重孔隙類型孔隙網(wǎng)絡(luò)氣體流動(dòng)模擬方法 255
6.4.4 孔隙尺度-巖心尺度跨尺度實(shí)驗(yàn)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(luò)模型兩相流動(dòng)模擬方法 267
6.5.1 頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙網(wǎng)絡(luò)氣水兩相流動(dòng)規(guī)律 267
6.5.2 考慮有機(jī)孔-無機(jī)孔共存的雙重孔隙類型孔隙網(wǎng)絡(luò)氣水兩相流動(dòng)規(guī)律 273
6.6 我國某頁巖氣藏區(qū)塊開發(fā)過程中的實(shí)際應(yīng)用 283
6.6.1 頁巖氣藏研究區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料獲取 283
6.6.2 頁巖氣藏研究區(qū)塊孔隙結(jié)構(gòu)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(xiàn) 293