《頁岩氣開發機理、模擬及最佳化研究》是依託北京大學，由張東曉擔任負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：頁岩氣開發機理、模擬及最佳化研究
- 項目負責人：張東曉
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
頁岩氣作為一種新型的非常規天然氣資源，開發潛力巨大。但我國頁岩氣的開發剛剛起步，在適合我國具體情況的頁岩氣開發機理及流動模擬研究方面尚未形成一套完整有效的理論和方法。頁岩顯著特點是低孔隙度、低滲透率，頁岩氣在開發過程中涉及的流體運移機理比常規天然氣複雜得多，開發難度更大。.本項目將開展頁岩氣在不同尺度的孔隙和裂縫所組成的多重介質中的吸附、擴散和流動機理研究，把握其地下運移的規律；建立新的頁岩氣計算模型，構建多尺度、多重介質方程，綜合考慮頁岩氣運移機理以及與岩石力學之間耦合作用;開發一套具有自主智慧財產權的頁岩氣開採數值模擬器;運用數值模擬對國內外典型頁岩氣區塊開採進行產能預測與開發方案的最佳化，從而為我國頁岩氣開發方案的確定提供科學依據。
結題摘要
本課題在2013年至2016年期間進行了大量的文獻調研，在已有的工作基礎上對頁岩氣的流動機理和模型進行了全面總結，並據此建立了新的機理模型；在已有的油藏岩芯實驗室基礎上搭建了頁岩氣機理分析測試平台，自行設計了頁岩氣高溫高壓等溫吸附儀、滲透率測試儀等裝置及用於校準頁岩實驗的標準測試樣品。針對頁岩的超低滲透性，推導建立了考慮滑脫效應和吸附擴散的新的頁岩氣滲流機理模型，並分析其對產量的影響；通過建立類組分模型和數值模擬，定量分析了分別以吸附態和自由態儲存於基質和孔隙/裂縫中的頁岩氣的組成成分，提高了對頁岩氣產量來源的機理認識；建立和完善了具有自主產權的頁岩氣開發的數值模擬器UNCONG，模擬器較好地解決了頁岩氣模型中裂縫系統、Knudsen擴散和岩石變形的模擬；在UNCONG的基礎上建立了基於集合的歷史擬合和最佳化流程，在實際頁岩氣井的測試中，該歷史擬合方法可以到達較高的準確度。 課題培養了5名博士，發表了20多篇SCI論文，部分研究成果形成了軟體。課題實施期間，研究人員積極進行學術交流，參與了大量國內外頁岩氣相關的會議，並邀請了多名國內外專家來做學術報告。本課題對認識頁岩氣開發機理、幫助我國在頁岩氣領域追趕國際先進水平做出了貢獻。
