分形有机纳米毛细管中油的有效渗透率

为了高效开发页岩油藏,迫切需要了解油在有机纳米孔中的流动机理。考虑到弯曲毛细管的分形特征,结合分形理论建立了有机纳米毛细管中油的质量流量、平均流速以及有效渗透率的解析模型。基于该模型分析可知,随着迂曲度分形维数不断增大,有效渗透率不断减小,且随着毛细管半径不断减小,迂曲度分形维数对有效渗透率影响逐渐增大。有助于进一步理解油在有机纳米毛细管中的流动,为进一步研究页岩油藏多孔介质中油的流动特性打下良好的基础。

油在分形有机纳米毛细管中的有效渗透率

页岩是一种典型的纳米孔介质,广泛存在有机纳米级孔隙,了解石油通过有机纳米孔的输运行为对页岩油藏开发具有重要意义。基于Zhang等建立的考虑边界滑移和物理吸附的有机纳米孔油的流量方程,结合页岩中有机毛细管的分形特性,建立油在单个有机毛细管中流动的流量、平均流速以及有效渗透率分形模型。结果表明:(1)有机纳米毛细管中油的体积流量和平均流速会随着压力梯度和孔隙半径的增大而不断增大,而有机纳米毛细管迂曲度分形维数越大,油的体积流量和平均流速越小;(2)油的流动增强因子为1~3个数量级,流量增强因子会随着毛细管半径和分形维数的增大而变小,且半径越小,流动增强因子受有机纳米毛细管迂曲度分形维数的影响越大;(3)有机纳米毛细管半径越大,油在其中流动的有效渗透率越大,而有机纳米毛细管迂曲度分形维数越大,油在其中流动的有效渗透率越小。渗透率修正系数会随孔隙半径和迂曲度分形维数的增大而不断变小。本研究为进一步研究页岩油藏多孔介质中油的流动行为,打下理论基础。

分形纳米毛细管中水的有效渗透率

结合页岩纳米毛细管的分形特征,建立了页岩纳米毛细管中水流动时的流量以及有效渗透率的分形模型。基于该模型分析可知,毛细管两端压力梯度越大,纳米毛细管中水的流量就越大;页岩基质纳米毛细管直径越大,水在纳米毛细管中流动时的有效渗透率就越大;而页岩基质纳米毛细管的迂曲度分形维数越大,水在其中流动时的流量以及有效渗透率就越小;且有机纳米毛细管的自吸能力高于无机纳米毛细管。