[发明专利]储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法

权利要求书

1.储层条件下页岩动态表观渗透率的计算方法，其特征在于，包括下列步骤：

A、收集储层基本参数，所述储层基本参数包括页岩储层温度、气体类型、气体常数、气体摩尔质量、气体黏度、切向动量调节系数、气体分子密度、平均压力、表面最大浓度、朗格缪尔压力和表面扩散系数；

B、判断储层中气体流态；

C、根据储层中气体流态，建立相应的页岩气质量运移方程；

D、建立储层单一孔径中页岩气在不同流态下的质量运移统一方程；

E、根据所述质量运移统一方程，再结合室内实验测得的页岩固有渗透率，计算页岩孔隙半径和在储层条件下的动态表观渗透率；

上述步骤B中，利用克努森系数(K_n)判断储层中气体流态，克努森系数(Kn)计算公式如下：

式中：Kn—克努森系数，无因次；K_B—玻尔兹曼常数，1.3805×10^-23J/K；p—储层压力，MPa；T—储层温度，K；π—常数，3.14；δ—气体分子碰撞直径，m；d—孔喉直径，nm。

2.根据权利要求1所述的页岩动态表观渗透率的计算方法，其特征在于，上述步骤C中，所述页岩气质量运移方程包括游离态页岩气质量运移方程和吸附态页岩气质量运移方程。

3.根据权利要求1所述的页岩动态表观渗透率的计算方法，其特征在于，上述步骤D中，所述质量运移统一方程及计算公式如下：

其中：

式中：J_tol—总的质量流量，kg/(m²·s)；J_vicious—黏性流质量流量，kg/(m²·s)；J_slip—滑脱效应质量流量，kg/(m²·s)；J_knudsen—克努森扩散质量流量，kg/(m²·s)；J_surface—表面扩散质量流量，kg/(m²·s)；ρ—气体密度，kg/m³；μ—气体黏度，Pa·s；k_D—页岩固有渗透率，m²；d_m—气体分子直径，m；r—孔隙吼道半径，m；p—储层压力，MPa；p_L—Langmuir压力，MPa；F—滑脱系数，无量纲；D_k—克努森扩散系数，m²/s；M—气体摩尔质量，g/mol；D_s—表面扩散系数，m²/s；C_smax—吸附气最大吸附浓度，mol/m³；ε—贡献系数，无因次；R—气体常数，J/(mol·K)；p_avg—平均压力(在圆形单管中为进口、出口平均压力)，Pa；α—切向动量调节系数，无因次，取值为0～1；T—储层温度，K；π—常数，3.14。

4.根据权利要求3所述的页岩动态表观渗透率的计算方法，其特征在于，上述步骤E中，所述动态表观渗透率的计算公式如下：

式中：k_app—页岩动态表观渗透率，m²；d_m—气体分子直径，m；r—孔隙吼道半径，m；p—储层压力，MPa；p_L—Langmuir压力，MPa；F—滑脱系数，无量纲；ε—贡献系数，无因次；ρ—气体密度，kg/m³；μ—气体黏度，Pa·s；D_k—克努森扩散系数，m²/s；M—气体摩尔质量，g/mol；Ds—表面扩散系数，m²/s；k_D—页岩固有渗透率，m²；C_smax—吸附气最大吸附浓度，mol/m³。

5.根据权利要求4所述的页岩动态表观渗透率的计算方法，其特征在于，所述贡献系数ε的计算公式如下：

式中：C_A—常数，无因次，一般取值为1；K_n—克努森系数，无因次；K_nViscous—从连续流到拟扩散流开始过渡的Knudsen数，取值为0.3；S—常数，取值为1。