頁岩/致密和縫洞型碳酸鹽岩等非常規油氣藏儲層空間的強非均質和多尺度特征,流動機製主要受控於微尺度效應、吸附/解吸、多模態等相互作用,常規的油氣滲流理論不再適用,形成了從分子-孔隙-岩心-宏觀到縫洞的多尺度油氣滲流模擬理論與方法,取得了三項創新成果:
(1)厘清了流體在納微孔隙中的傳輸機製,首次發現了外電場擾動下納米孔隙內流體的電共振輸運現象;考慮微尺度效應、潤濕性、吸附/解吸等,創建了納微尺度多孔介質流體運移數值模擬方法,揭示了頁岩/致密油氣藏納微尺度的流動機製;
(2)發現了納微尺度多孔介質中的氣體耦合運移機製,考慮基岩與天然裂縫間的非穩態竄流及儲層多尺度特征,創建了離散裂縫、連續介質耦合的多尺度流動模擬理論和方法,解決了傳統數值模擬不能準確模擬頁岩氣藏生產動態的難題;
(3)發現了基岩和微裂縫區域的滲流與大縫和溶洞區域的自由流耦合界麵的流動控製機製並建立了油水兩相界麵條件,創建了離散縫洞網絡模型,實現了滲流與自由流的耦合,形成了相應的多尺度有限元數值算法,解決了縫洞型碳酸鹽岩油氣藏數值模擬這一國際難題。
該項成果在Nano Lett、德國應用化學等本領域權威期刊發表SCI論文97篇(ESI高被引2篇),出版中英文專著7部,被50多個國家的專家學者(院士18人)正麵引用和評價。在國際多孔介質大會、香山會議、院士學部論壇等國內外學術會議上作特邀報告10餘次,並在長慶、勝利、塔裏木、涪陵等非常規油氣田得到推廣應用。相關成果獲2017年教育部自然科學一等獎。