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《第九届全国流体力学学术会议论文摘要集》2016年
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基于格子Boltzmann方法研究吸附性对页岩气流动的影响

赵建林  姚军  杨永飞  王金伟  张磊  孙海  
【摘要】:页岩气藏中气体流动与常规气藏中气体流动的不同主要体现在两方面,一是页岩气藏孔隙尺寸极小,气体在其中的流动存在微尺度效应,二是页岩气藏中存在大量有机质,有机质对气体具有较强的吸附性。本文构建了考虑微尺度效应和气体高压影响的格子Boltzmann模型,考虑到页岩气的吸附属于物理吸附,本文通过在固体壁面与流体粒子之间引入相互作用力来模拟壁面吸附的影响,并且该作用力的大小通过分子模拟确定。基于该模型研究了有机质吸附性对页岩气流动的影响,结果表明吸附会增强有机质孔隙储集气体的能力,但会削弱气体在其中的流动能力。由于固体壁面的吸附性,气体在壁面附近的密度增加,从而增强了孔隙中气体的储量,但这也会导致壁面附近气体分子运动的平均自由程减小,局部努森数减小,滑移速度减小,从而整体流速减小,气体在其中的流动能力减弱。此外,研究结果表明孔隙尺寸和孔隙压力会改变壁面吸附性的影响,随着孔隙尺寸和孔隙压力的减小,页岩气流动的微尺度效应增强,并且吸附性对气体流动的影响增强。

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