Stress-dependent fluid dynamics of shale gas reservoirs: A pore network modeling approach

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中文题名页岩气储层应力相关流体力学:一种孔隙网络建模方法
作者JalalForoozesh
作者单位School of Energy and Electronic Engineering, Portsmouth, UK
刊名Journal of Natural Gas Science and Engineering
2021
95
摘要
本研究采用孔隙网络建模方法,通过对视渗透率的影响,研究了不同有效应力条件下页岩储层中存在滑脱和气体解吸时甲烷的运移特征。利用缩小比例的伯里亚砂岩(Berea sandstone)图像构建单孔和孔隙网络。在适当的边界条件下应用可压缩Stokes方程来描述滑脱和气体解吸效应。为了考虑应力的影响,应用孔隙弹性原理来描述流体运移和固体形变间的相互作用。用文献中的实验数据验证了模型的性能。当考虑气体滑脱和解吸机制时,两种模型均表现出应力对气体流动的负效应。在单孔模型特定应力值下,当滑脱与解吸的耦合贡献叠加时,滑脱对解吸具有正效应和互补效应。但孔隙网络模型的计算结果表明,在有效应力较低时,滑脱对解吸贡献具破坏作用,即滑脱机制引起的孔隙压力变化限制了解吸作用,当考虑应力效应时,上述现象较明显。在高有效应力值下,由于孔隙压力的增加,限制了滑脱效应,因此由解吸作用及解吸-滑脱耦合效应引起的渗透率增加有较强的一致性。应力限制了气体滑脱和解吸效应,其二者都是孔隙压力的函数,然而,随着应力的增加,滑脱效应不再减弱气体解吸的作用。本文为页岩储层多场耦合气体运移中的应力作用研究提供了依据。

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