页岩气藏流固耦合渗流模型与有限元分析

"页岩气藏流固耦合渗流模型及有限元求解.pdf" 页岩气藏的流动和固体力学之间的耦合关系在油气开采中起着至关重要的作用，尤其是在页岩气的开发中。这篇论文主要探讨了如何构建一个能够反映这种流固耦合效应的渗流模型，并通过有限元方法进行数值求解。作者们考虑了页岩气藏的特殊性质，将其视为由基质孔隙和裂缝组成的双重介质系统。在这个模型中，基质孔隙内的气体流动遵循克努森流动理论，而裂缝中的流动则按照达西定律。 在模型建立过程中，研究者包括了多个关键的渗流机制，如页岩气在壁面上的滑脱流动、孔隙内的扩散过程、气体吸附与脱附现象，以及岩石对压力变化的应力敏感性。这些机制对于准确预测页岩气藏的压力动态和产能至关重要。 使用有限元方法对模型进行离散化处理，然后采用全隐式耦合求解策略来解决由此产生的非线性问题。这使得模型能够处理复杂的物理过程，并在实际页岩参数下进行算例分析。通过实例计算，他们发现页岩气藏的压力下降速度比常规裂缝性气藏慢，揭示了页岩气藏的独特行为。 裂缝渗透率在影响裂缝渗流压力衰减方面起着决定性作用。模型显示，裂缝的导流能力和基质产气速率之间的匹配程度对气藏性能有显著影响。此外，原始地层压力的大小也会影响裂缝渗流压力的衰减速率，地层压力越低，压力衰减速率越慢。 此模型的建立为页岩气藏的模拟器开发和动态分析提供了理论基础，对于优化页岩气的开采策略和提高经济效益具有重要意义。关键词涉及岩石力学、页岩气、气体流动、双重介质、流固耦合以及有限元方法，涵盖了该领域的核心概念和技术。通过深入理解并应用这些原理，可以更好地理解和预测页岩气藏的行为，从而提高开发效率。