煤岩微尺度裂隙气体渗流机理研究

陶 珍，张遂安，赵瑞东，孙清华，史 进

(1.中油勘探开发研究院，北京 100083;2.中国石油大学，北京 102249; 3.石油工程教育部重点实验室 中国石油大学，北京 102249)

煤岩微尺度裂隙气体渗流机理研究

陶 珍1，张遂安2，赵瑞东1，孙清华3，史 进3

(1.中油勘探开发研究院，北京 100083;2.中国石油大学，北京 102249; 3.石油工程教育部重点实验室 中国石油大学，北京 102249)

通过理论研究的方法推导出了煤岩微孔隙系统气体渗透率新模型，并将渗透率模型变形为可与常规油藏模拟器相兼容的形式，渗透率的变化不仅与煤岩基质的特征有关，而且与通过介质的气体类型和流动状态有关。在煤岩微孔隙系统中，Knudsen扩散是1个非常重要的气体运移过程。通过研究可以看出，煤岩基质的表观渗透率大于达西渗透率，可较好地解释煤岩在低孔低渗的条件下高产的原因。

渗流机理;渗透率;煤层;微孔隙;Knudsen扩散

引言

关于煤岩微裂隙中的流动，传统的看法只考虑达西定律，而煤岩渗透率通常只有零点几到几个毫达西，煤储层的实际产气量往往大于由达西定律计算得到的产气量，从而说明煤岩微尺度裂隙中气体渗流不仅仅遵守达西定律，还应该考虑别的机理，比如气体扩散。一个扩散过程，究竟是以Fick扩散为主还是以Knudsen扩散为主，决定于介质孔隙的大小。如果孔隙直径相对来说大于气体平均自由程，则属于Fick扩散;如果孔隙直径相对来说小于气体平均自由程则属于Knudsen扩散。微尺度裂隙的判别标准可以参考煤岩微尺度孔隙分类标准。……