基于格子Boltzmann方法的致密氣藏微尺度效應研究

吳子森，董平川，袁忠超，張雪嬌，曹耐，楊書

（1.中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室，北京 102249；2.中海油研究總院開發研究院，北京 100027）

基于格子Boltzmann方法的致密氣藏微尺度效應研究

吳子森1，董平川1，袁忠超2，張雪嬌1，曹耐1，楊書1

（1.中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室，北京 102249；2.中海油研究總院開發研究院，北京 100027）

致密儲層孔隙結構復雜，氣體在致密孔喉中的流動存在微尺度效應，宏觀流動規律難以準確描述其滲流特征。針對致密多孔介質孔隙主要分布在微納米尺度的特點，建立修正克努森數（Kn）、固體邊界處考慮鏡面反彈（邊界滑移效應）的格子Boltzmann模型。通過模擬壓差驅動下的二維平板流動，驗證了模型的正確性，并分析了克努森數對流動速度的影響。基于隨機生長四參數生成法，對致密儲層的二維微觀孔隙結構進行了重構，利用修正格子Boltzmann模型進行流動模擬。結果表明：氣體在致密儲層中的流動存在微尺度效應，滑脫效應使得通道中間部分流體速度增大；在一定的壓力梯度下，滲透率隨著克努森數的增加而呈線性增加；克努森數不變時，滲透率隨著平均壓力倒數的增加而呈線性增加，即隨著平均壓力的增加，巖心的絕對滲透率減小。

致密砂巖；微尺度效應；格子Boltzmann方法；克努森數；滲透率

隨著非常規油氣資源日益受到重視，致密氣藏的勘探開發逐漸成為熱點［1-3］。由于致密儲層巖性致密，滲透率極低，實驗時對設備和技術人員要求較高，常規的實驗方法難以保證實驗數據的準確性和精度。……