页岩/致密油气藏微纳尺度流动模拟及渗流规律研究

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 页岩、致密油气藏微观储层特性

1.2.2 页岩、致密油气藏微观渗流机理及研究方法

1.2.3 LBM 微纳尺度单相流模拟研究现状

1.2.4 多孔介质多相流及LBM 多相流模拟研究现状

1.2.5 存在的问题

1.3 研究目标、研究内容及关键技术

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 关键技术

1.4 研究方法和技术路线

1.5 论文结构安排

第二章 基于格子Boltzmann 方法的微纳尺度气体渗流规律研究

2.1 考虑微尺度效应的格子Boltzmann模型

2.1.1 格子Boltzmann 方法基本模型

2.1.2 松弛时间的确定

2.1.3 滑移边界条件

2.1.4 正则化过程

2.1.5 气藏高压影响

2.1.6 局部Kn

2.1.7 边界条件

2.2 微纳尺度气体渗流规律及渗流影响因素研究

2.2.1 模型验证

2.2.2 孔隙尺寸对微尺度气体流动的影响

2.2.3 压力对微尺度气体流动的影响

2.2.4 温度对微尺度气体流动的影响

2.2.5 微尺度气体流动机理分析

2.3 微裂缝对致密多孔介质气体渗流的影响研究

2.3.1 模型验证

2.3.2 基于LBM 的致密多孔介质中气体流动模拟

2.3.3 微裂缝对致密多孔介质中气体渗流的影响

2.3.4 裂缝性致密多孔介质中气体渗流规律分析

2.3.5 微裂缝对致密多孔介质中气体渗流的影响机理分析

2.4 本章小结

第三章 基于格子Boltzmann 方法和数字岩心的页岩、致密气流动模拟

3.1 二维非均质多孔介质中微纳尺度气体渗流规律研究

3.1.1 二维非均质多孔介质中微纳尺度气体流动模拟

3.1.2 不同Kn下流速分布

3.1.3 不同Kn下不同尺寸孔隙中气体流动能力

3.2 三维致密数字岩心中气体渗流规律研究

3.2.1 三维微尺度格子Boltzmann模型验证

3.2.2 数字岩心的构建

3.2.3 压力和孔隙尺寸对致密多孔介质中气体流动的影响

3.2.4 不同Kn下真实数字岩心中气体渗流规律

3.3 致密多孔介质气体流动表观渗透率计算模型

3.3.1 常用表观渗透率计算模型

3.3.2 考虑端口效应的表观渗透率计算模型

3.3.3 修正表观渗透率计算模型的检验

3.4 本章小结

第四章 考虑吸附/解吸的页岩气孔隙尺度流动模拟

4.1 考虑吸附/解吸的页岩气格子Boltzmann模型

4.1.1 单组份Shan-Chen 格子Boltzmann模型

4.1.2 流固间相互作用力的引入

4.1.3 LBM 中吸附参数的确定

4.2 模型验证

4.3 孔隙尺度页岩气生产模拟

4.3.2 有机质吸附对气体储量和采收率的影响

4.3.3 有机质吸附对孔隙尺度气体生产的影响

4.4 本章小结

第五章 液体在纳米多孔介质中流动的格子Boltzmann 方法模拟

5.1 液体在纳米孔隙中的流动规律

5.2 考虑尺度效应的格子Boltzmann液体单相流模型

5.3 模型验证

5.3.1 水在无限长纳米直通道中的流动模拟

5.3.2 水在有限长纳米直通道中的流动模拟：端口效应

5.3.3 油在无限长纳米直通道中的流动模拟

5.4 液体在纳米多孔介质中流动规律研究

5.4.1 水在纳米多孔介质中的流动规律

5.4.2 流固间相互作用和孔隙尺寸对水在纳米多孔介质中流动的影响

5.4.3 端口效应对水在纳米多孔介质中流动的影响

5.4.4 孔隙结构对水在纳米多孔介质中流动的影响

5.4.5 油在纳米多孔介质中的流动规律

5.5 本章小结

第六章 混合润湿多孔介质中两相渗流规律研究

6.1 模拟方法

6.1.1 格子Boltzmann 颜色模型

6.1.2 模型验证

6.1.3 微观流体分布的表征

6.2 模拟方案

6.3润湿非均质性对油水两相流相对渗透率的影响

6.3.1 不同多孔介质中油水相对渗透率曲线

6.3.2 润湿非均质性对多孔介质孔隙尺度两相流的影响

6.3.3 两相流相对渗透率与微观流体分布间的关系

6.3.4 毛管数对两相流相对渗透率与微观流体分布之间关系的影响

6.4 本章小结

结论及建议

参考文献

攻读博士学位期间取得的研究成果

致 谢

作者简介