Multiscale digital rock analysis of micro-coupled damage mechanisms of water sensitivity and water blocking in tight sandstones
致密砂岩水敏水锁数字岩心分析技术与微观耦合致伤机制

PI: Chao-Zhong Qin
Funding: National Natural Science Foundation of China (中国自然科学基金委)
Period: 2027.01 - 2030.12

项目摘要
致密砂岩储层孔隙结构与矿物构成复杂，压裂液侵入引发的黏土矿物水化膨胀（水敏）与 毛管力屏障（水锁）对储层形成耦合伤害，导致气体流动能力急剧下降。针对水敏水锁微观耦 合致伤机制不清的科学难题，本项目提出“原位CT可视化实验提供物理约束，多尺度数字岩心 渗流模拟技术拓展边界”的研究思路。基于致密砂岩真实孔裂隙结构，发展耦合水敏效应、高 效定量的动态孔隙网络-连续介质两相渗流模型与GPU并行求解器。利用生成式AI技术，构建致 密砂岩数字岩心库，研究不同水侵与返排工况下的微观气水流动行为，量化致密砂岩水敏性孔 喉结构改变及其对两相渗流参数的影响，揭示润湿性与压力梯度协同作用下致密砂岩气体流动 能力强化机制，建立矿物含量及分布与水敏、水锁伤害的工程评价图版。本项目将推进多尺度 数字岩心渗流模拟技术，研究成果有助于深化对流固耦合渗流力学的认识，为致密砂岩气藏有 效解除伤害与高效开发提供理论依据及定量的数值研究工具。