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摘要
利用微纳米孔隙三维可视化在线天然气充注物理模拟实验，结合孔隙尺度原位叠算技术、孔隙网络模拟技术和视渗透率理论，研究低渗（致密）气充注过程中气水流动与分布规律及其影响因素。通过精确刻画分析微纳米孔隙网络中的气水流动与分布特征及其变化可以发现，低渗（致密）气充注过程分为扩张和稳定两个阶段：扩张阶段形成了大孔喉先于小孔喉，孔喉中央先于边缘的气驱水连续流动模式，半径大于20μm的孔喉是气相充注的主要通道；随充注动力增加，孔隙边缘和更小孔隙中央的可动水持续被驱出，半径为20～50μm和半径小于20μm的孔喉先后主导了气相充注通道的扩张，充注通道的孔喉半径、喉道长度和配位数递减，是气相渗透率与含气饱和度的主要增长阶段；半径为30～50μm的孔喉控制了含气饱和度的增长模式。稳定阶段，气相充注通道扩张至极限，通道的孔喉半径、喉道长度和配位数保持稳定，孔喉网络中形成稳定的不可动束缚水，气相呈集中网簇状、水相呈分散薄膜状分布，含气饱和度和气相渗透率趋于稳定。半径小于20μm的连通孔喉控制了气相充注通道的极限规模，控制了稳定气水分布的形成及最大含气饱和度。连通孔喉非均质性影响了孔喉中气相充注和气水分布的动态变化过程。微纳米孔喉配置及其非均质性控制了低渗（致密）砂岩气充注动态过程及气水分布特征。
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单位构造与油气资源教育部重点实验室; 中国石油大学（北京）; 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院; 中国地质大学（武汉）; 油气资源与探测国家重点实验室; 中国石油集团工程技术研究院
