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稀薄气体在非均质页岩基质中的运移采用实用的视渗透率模型和模糊统计方法( Rarefied gas transport in heterogeneous shale matrix using a practical apparent permeability model and fuzzy statistical method )
D Chai X Li
建立了一个新的页岩气运移模型，描述了基质构造非均质性对天然气表观渗透率的影响。首先，在分析典型稀薄气体输运模型的基础上，通过对流动机理赋予Knudsen数参数化权系数，建立了均相AP模型；然后，利用模糊统计方法将同质模型改进为异质模型，以评估结构异质性的影响。更具体地说，均相AP模型考虑了多层吸附、表面扩散、真实气体效应和孔隙约束效应。为了便于大规模模拟，简化了表观渗透率中的物理项，包括稀疏系数和多层吸附模型。同时，通过孔隙度、曲折度和孔径的分布来量化非均质AP模型。结果表明，所建立的AP模型能够再现五种气体的实验和数值实验。结果表明，纳米孔中的稀疏性可以用加权Knudsen扩散和粘性流动机制来表征。此外，在低储层压力下，半径小于3 nm的纳米孔中，表面扩散和Knudsen扩散不可忽略。相比之下，在半径大于75 nm的纳米孔中，粘性流动对页岩气的输运起着重要作用。另外，提出的异质性模型中的模糊统计方法为评价结构异质性对AP的影响提供了指标。结果表明，当非均质性增大到σ=0.15时，非均质模型能够准确预测实际视渗透率。但随着基体非均质性的增加，精度下降。
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