基于格子Boltzmann方法的非常规天然气微尺度流动基础模型

摘要：

基于相似准则和气体真实物性参数提出一种格子Boltzmann模型中选取无因次松弛时间的新方法,同时考虑边界努森层的影响对无因次松弛时间进行修正,结合壁面二阶滑移边界条件推导出相应组合反弹/镜面反射边界条件中的关键参数,从而建立了基于格子Boltzmann方法的适用于高温高压条件的非常规天然气微尺度流动模拟新模型.将甲烷气体在无限长微通道中的体积力驱动流动及长直微通道中受进出口压差驱动流动的模拟结果与文献中数值解及解析解进行对比,验证了模型的准确性,并对无因次松弛时间修正式进行优选.结果表明,新模型可以有效表征非常规天然气微尺度流动条件下的滑脱效应、压缩效应、气体稠密性及边界努森层影响;实现了对气体真实流动条件更加全面的表征,可作为微纳尺度非常规天然气流动模拟研究的基础模型.

关键词：格子Boltzmann方法、无因次松弛时间、微尺度流动、相似准则、滑脱效应、压缩效应、非常规天然气

所属期刊栏目：48

分类号：TE312(油气田开发与开采)

资助基金：国家自然科学基金重点项目"致密气藏储层干化、提高气体渗流能力的基础研究";国家自然科学基金面上项目"耦合压裂缝网扩展机制的页岩气藏动态模拟研究"

在线出版日期：2021-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：156-165