發(fā)布時(shí)間：2021-05-18 17:38

　　頁巖氣藏?zé)o論是賦存、滲流機(jī)理還是開采方式都與常規(guī)油氣藏不同,人們對(duì)此問題的認(rèn)識(shí)還比較少。首先,頁巖氣藏滲透率極低,一般小于1微達(dá)西,孔隙尺寸是微納米的數(shù)量級(jí)。在微納孔隙中,氣體流動(dòng)屬于滑移流或過渡流,傳統(tǒng)達(dá)西定律不再適用。其次,吸附狀態(tài)的頁巖氣含量介于總含氣量的20%⁸5%之間,吸附氣對(duì)頁巖氣的滲流具有重要影響。再次,吸附層內(nèi)氣體由于具有濃度梯度,會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象。目前對(duì)頁巖氣在微納孔隙中滲流的研究還比較少,從微觀上研究頁巖氣在微納孔隙中的滲流機(jī)理對(duì)頁巖氣滲流理論的發(fā)展及頁巖氣的開采具有重要的理論和實(shí)際意義。本文在傳統(tǒng)格子Boltzmann方法的基礎(chǔ)上,考慮了微納孔隙中高克努森數(shù)的影響,對(duì)馳豫時(shí)間進(jìn)行了修正;綜合反射及反彈邊界,模擬了微納孔隙邊界處的氣體滑移現(xiàn)象;利用Langmuir吸附模型,建立了頁巖氣吸附層厚度與溫度、壓力的關(guān)系;將頁巖氣吸附及吸附層內(nèi)的擴(kuò)散與格子Boltzmann方法相耦合,模擬了頁巖氣在微納單管孔隙及多孔介質(zhì)中的流動(dòng),分析了孔隙大小、壓力、溫度、滑移分?jǐn)?shù)、吸附現(xiàn)象、擴(kuò)散系數(shù)等因素對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響。獲得的主要結(jié)論如下:（1）由于頁巖氣在微納孔... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀
        1.2.2 頁巖氣微觀滲流理論進(jìn)展
    1.3 研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 關(guān)鍵問題
        1.3.3 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第二章 頁巖氣的賦存特征及滲流機(jī)理
    2.1 頁巖氣藏的基本特征
    2.2 頁巖氣的賦存形式
        2.2.1 吸附態(tài)
        2.2.2 游離態(tài)
        2.2.3 溶解態(tài)
    2.3 微觀條件下的氣體流態(tài)劃分
    2.4 頁巖氣的運(yùn)移過程及微觀滲流機(jī)理
        2.4.1 頁巖氣的吸附-解吸機(jī)理
        2.4.2 頁巖氣擴(kuò)散機(jī)理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 格子Boltzmann方法原理
    3.1 格子Boltzmann方法的基本思想
    3.2 格子Boltzmann方程
    3.3 格子Boltzmann的基本模型
        3.3.1 D2Q9模型
        3.3.2 D3Q19模型
    3.4 格子Boltzmann邊界處理方法
        3.4.1 壓力邊界條件
        3.4.2 速度邊界條件
        3.4.3 反彈邊界條件
        3.4.4 周期性邊界條件
        3.4.5 反彈與反射混合格式(BSR)
        3.4.6 非平衡態(tài)反彈格式
        3.4.7 非平衡外推格式
    3.5 格子Boltzmann方法中基本物理單位與格子單位的轉(zhuǎn)化
        3.5.1 基于相似理論的單位轉(zhuǎn)化
        3.5.2 基于無量綱方法的實(shí)際物理單位與格子單位之間轉(zhuǎn)換
    3.6 本章小結(jié)
第四章 頁巖氣在微納孔隙中的流動(dòng)
    4.1 D2Q9模型的改進(jìn)
        4.1.1 高克努森數(shù)下弛豫時(shí)間的修正
        4.1.2 考慮氣體滑移現(xiàn)象時(shí)壁面邊界條件的處理
        4.1.3 考慮氣體擴(kuò)散效應(yīng)時(shí)壁面邊界條件的處理
        4.1.4 吸附對(duì)孔隙大小的修正
        4.1.5 吸附層厚度與溫度的關(guān)系
    4.2 格子Boltzmann模型的結(jié)果驗(yàn)證
        4.2.1 泊肅葉流動(dòng)的數(shù)值解
        4.2.2 格子Boltzmann方法的結(jié)果驗(yàn)證
    4.3 頁巖氣在微納孔隙中流動(dòng)結(jié)果分析
        4.3.1 高克努森數(shù)對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
        4.3.2 氣體的滑移效應(yīng)對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
        4.3.3 吸附及擴(kuò)散作用對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
        4.3.4 孔隙尺寸對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
        4.3.5 孔隙內(nèi)溫度對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
        4.3.6 氣體吸附量對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
        4.3.7 氣體擴(kuò)散系數(shù)對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 頁巖氣在微納多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律
    5.1 多孔介質(zhì)圖片的獲取及前期處理
    5.2 多孔介質(zhì)圖片的識(shí)別
    5.3 二維多孔介質(zhì)中的參數(shù)選取及數(shù)值模擬
    5.4 頁巖氣在多孔介質(zhì)中的模擬結(jié)果
        5.4.1 表面滑移對(duì)頁巖氣在多孔介質(zhì)中流動(dòng)的影響
        5.4.2 氣體吸附作用對(duì)頁巖氣在多孔介質(zhì)中流動(dòng)的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國頁巖氣地質(zhì)特征、資源評(píng)價(jià)方法及關(guān)鍵參數(shù)[J]. 董大忠,王玉滿,黃旭楠,張晨晨,管全中,黃金亮,王淑芳,李新景.  天然氣地球科學(xué). 2016(09)
[2]基于數(shù)字巖心的砂粒對(duì)儲(chǔ)集層滲透特性影響[J]. 薛健康,王玉斗,王殿生,周偉,王雪英.  新疆石油地質(zhì). 2016(04)
[3]頁巖氣藏“甜點(diǎn)”構(gòu)成要素及富氣特征分析——以四川盆地長寧地區(qū)龍馬溪組為例[J]. 潘仁芳,龔琴,鄢杰,金吉能.  天然氣工業(yè). 2016(03)
[4]恒粘度可壓流N-S方程解的存在及性質(zhì)[J]. 張美花.  九江學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[5]多孔介質(zhì)滲流力學(xué)理論研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 孫婉.  上海國土資源. 2013(03)
[6]頁巖氣開發(fā)綜述[J]. 張東曉,楊婷云.  石油學(xué)報(bào). 2013 (04)
[7]中國頁巖氣資源勘探開發(fā)挑戰(zhàn)初論[J]. 王道富,高世葵,董大忠,黃旭楠,王玉滿,黃金亮,王淑芳,蒲泊伶.  天然氣工業(yè). 2013(01)
[8]中國非常規(guī)油氣資源與勘探開發(fā)前景[J]. 賈承造,鄭民,張永峰.  石油勘探與開發(fā). 2012(02)
[9]頁巖氣儲(chǔ)層的形成條件與儲(chǔ)層的地質(zhì)研究內(nèi)容[J]. 郭嶺,姜在興,姜文利.  地質(zhì)通報(bào). 2011(Z1)
[10]頁巖氣資源潛力與勘探開發(fā)前景[J]. 董大忠,鄒才能,李建忠,王社教,李新景,王玉滿,李登華,黃金亮.  地質(zhì)通報(bào). 2011(Z1)

碩士論文
[1]基于格子Boltzmann方法的二維多孔介質(zhì)滲流研究[D]. 鄧平平.大連理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3194211