页岩气储层多级压裂水平井非线性渗流理论研究
页岩储集层纳米级孔喉直径为5～200nm,渗透率为1×10-9～1×10-3μm2,与常规储集层流体流动具有明显不同,页岩气在页岩中的流动不仅有渗流过程,还存在解吸、扩散、滑移流动,气体在低渗透及致密气藏孔隙喉道中流动规律也不适用于页岩气藏。为此,本文将针对页岩气储层自生自储和纳微米孔隙尺度的特点,充分考虑多种流动机理,建立页岩气储层多尺度流动模型,并在此基础上形成页岩气储层多级压裂水平井非线性渗流理论。
本文针对页岩气储层具有纳微米级孔隙流动特点,采用连续介质力学与分子运动学相结合的方法进行描述。根据努森数判断流体的流态,绘制了流态图版,阐明了不同区域的流动机理和流态特征,计算分析了渗透率校正因子随着努森数的变化关系。
建立了考虑扩散、滑移特性的页岩气储层多尺度流动模型,并结合页岩渗流规律实验,进行对比验证。在此基础上推导出考虑解吸、扩散和滑移作用的非线性流动方程。
考虑不同缝网形态,运用保角变换及等值渗流阻力方法建立了考虑扩散、滑移及解吸吸附作用的基质-裂缝耦合多尺度流动压裂井产能方程,并对页岩气压裂直井及多级压裂水平井产能影响因素进行了 ...