纳米尺度级多孔介质-页岩干酪根中非线性油气渗流的数值研究

摘要

页岩中的有机物质干酪根属纳米级多孔介质,尽管具有较高孔隙度(30％～40％),然而其渗透率极低,油气渗流规律并不遵循经典达西定律.在生产初期,高渗透率基质中的孔隙压力下降较快,干酪根与基质的临界区会产生很大的压力降;在压力梯度作用下,干酪根的纳米级结构会被不断破坏,其渗透率由外到内大大改善,并在表面形成侵入层.该非线性渗流机制的模型研究对于页岩油气的生产预测具有重要的指导意义.本文采用描述致密介质渗流最为精确的三段非线性运动方程来描述纳米级多孔介质中的非线性油、气渗流过程,从而分别建立一维干酪根中纳米级多孔介质的非线性油、气渗流模型;鉴于模型的强非线性,采用Douglas-Jones预估校正有限差分方法求得该模型的数值解;进而研究了纳米级多孔介质非线性渗流的地层压力及地层压力梯度分布特征.