致密介质中低速渗流气体的非达西现象

气体在致密多孔介质中低速渗流时 ,其渗流规律在渗流曲线Q -Δ2 p/L的低压力段和雷诺相关曲线的低雷诺数段均表现出对达西定律线性关系的偏离 ,存在着非达西现象。气体分子与孔隙壁的碰撞是产生该现象的物理机制 ,它由多孔介质的孔隙结构和气体分子的平均自由程共同决定。通过理论计算 ,得到了气体在致密介质中低速渗流时Q与Δ2 p/L的关系式。

致密多孔介质中气体非达西现象的LBM模拟

针对气体在致密多孔介质中低速渗流时,其渗流规律在渗流曲线的低压段表现出对达西定律线性关系的偏离,存在着非达西现象。采用格子Boltzmann方法,研究气体和多孔介质的特性对气体渗流Klinkenberg效应的影响因素。结果表明:在气体渗流曲线的低压力梯度段,随着气体黏度系数、净围压、渗透率和孔隙率的变小,渗流曲线的非线性临界点向压力梯度增大的方向移动,对达西定律线性关系的偏离更明显。说明在低渗和低压情况下Klinkenberg效应不能被忽略,气体黏度系数和孔隙率对Klinkenberg效应作用有影响;当净围压或渗透率很大时,气体渗流流量和压力梯度符合达西定律线性关系。

气体非线性渗流方程特征化研究

大量研究结论表明,气体渗流受到启动压力梯度、滑脱效应、压力敏感及高速非达西等因素影响,造成压力梯度和速度并非呈现直线关系,而是呈现非线性关系,即存在非达西现象。在调研的基础上,总结并推导了气体渗流受到各种因素影响下的非线性渗流模式,并定义了各种因素影响的气相视相对渗透率及分析了各种因素对其的影响,最后推导出一个普遍适合多相渗流规律的自适应渗流模型。

岩心启动压力梯度测定实验条件优选

低渗透油藏存在非达西现象,使得低渗透油田开发过程中出现了一系列有别于中高渗油田开发的特殊问题,其中岩心启动压力梯度的确定极为关键。对同一区块洗净岩心和含束缚水岩心进行的原油启动压力测定结果表明,两种实验条件下的数值差别较大,含束缚水岩心的测定较符合地下实际情况。

烧结多孔介质渗透特性的实验研究

为研究非均质多孔介质的渗透特性,以高温合金粉末烧结多孔介质为实验基体,分别以纯净的空气、水和乙醇作为流通介质,实验研究流体穿过多孔介质平板的驱动力与其运动特性之间的关系,分析非均质多孔介质在单相流状态下的渗透特性,并重点展示和研究了几种非达西现象。气体实验结果展示了两种明显的非达西现象:低流速前达西区(pre-Darcy)和高流速惯性阻力区(non-Darcy);液体实验结果展示了瞬态的非达西现象,即:液体穿透基体的瞬间需要一个驱动力峰值,而当液体穿过基体这一峰值立刻消失;不同液体与微孔固体壁面的粘性作用不同,可能导致高粘性流体所需驱动力反而小于低粘性流体。通过经典渗透率公式拟合实验数据的偏差分析,提出完善达西公式的建议。