基于页岩气多重运移机制的二项式视渗透率公式

袁迎中，严文德，戚志林，李继强，黄小亮

(1.复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室重庆科技学院，重庆 401331； 2.重庆科技学院，重庆 401331)

0 引 言

页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，由于其分布广泛、储量巨大，开发技术极具挑战性，近年来受到人们的持续关注。与常规气藏不同，页岩气藏具有黏性流、滑脱流、Knudsen扩散和表面扩散等不同的气体运移机制[1-3]。在一定压差下，页岩气的流量可用达西方程的形式表示，视渗透率可以描述页岩气在孔隙介质中的运移能力[4-5]，孔径分布、孔隙类型和连通性、应力状态、非均质性和吸附性对页岩气的视渗透率均有重要影响[6-7]。

页岩气在微纳米孔隙运移过程中，气体分子之间相互碰撞，又与孔壁碰撞。碰撞后气体分子的速度存在一定程度的损失，造成分子运移受阻。同时，吸附气体分子会沿孔壁表面运移，使分子的运移能力提高。准确预测页岩气运移能力及视渗透率的变化规律，对于分析页岩气藏开发动态十分重要。基于页岩气的多重运移机制，建立了基质视渗透率与平均压力倒数的二项式公式。该公式考虑了速度梯度随孔壁距离的变化，同时也考虑了与压力倒数的平方有关的表面扩散视渗透率，描述了页岩气视渗透率随压力降低而增加的非线性变化趋势，可有效地解释现有的视渗透率测试数据，计算表面扩散引起的视渗透率和表面扩散系数，为研究页岩气的多重运移机制奠定了理论基础。……