基于孔隙网络模型的Knudsen扩散研究

摘要

现阶段页岩气等非常规气在开采过程中所表现出的极低渗透性导致传统分析评价方法存在缺陷.针对这一问题,在对此类气藏流体流动机理分析的基础上,结合微观孔隙尺度模型评价技术的思路,建立了特定几何参数下的等价孔隙网络模型;以孔隙为节点和以喉道为主要流动通道,将扩散对流方程与等价孔隙网络模型相叠加,进而建立了孔隙网络模拟模型.为简化模拟过程,选取单组分甲烷气体为模拟流体,计算分析了孔隙配位数和喉道半径对孔隙网络等效Knudsen扩散系数和流动阶段的影响.通过具体算例的计算分析,得到如下结果:①等效扩散系数与孔隙配位数和喉道半径成正比,但相比喉道半径,配位数的影响可以忽略;②喉道半径也是影响不同流动阶段的主要因素,随着喉道半径的增大,单一的Knudsen扩散转换为扩散与对流共存,但当喉道半径超过18nm时,对流通量将大于扩散通量.