针对气体在致密多孔介质中低速渗流时,其渗流规律在渗流曲线的低压段表现出对达西定律线性关系的偏离,存在着非达西现象。采用格子Boltzmann方法,研究气体和多孔介质的特性对气体渗流Klinkenberg效应的影响因素。结果表明:在气体渗流曲线的低压力梯度段,随着气体黏度系数、净围压、渗透率和孔隙率的变小,渗流曲线的非线性临界点向压力梯度增大的方向移动,对达西定律线性关系的偏离更明显。说明在低渗和低压情况下Klinkenberg效应不能被忽略,气体黏度系数和孔隙率对Klinkenberg效应作用有影响;当净围压或渗透率很大时,气体渗流流量和压力梯度符合达西定律线性关系。

通过三维CT成像技术获得孔隙岩石内部孔隙结构图像,计算了孔隙岩石的孔隙度与统计特征函数;采用随机堆积球的方法,生成了一组与CT模型具有相同孔隙率、不同孔隙结构特征的模型,利用格子Boltzmann方法计算了渗透率,并分析了孔隙结构的统计特征函数与其渗透率之间的关系。结果表明,岩石孔隙结构特征对其渗透率具有重要影响,两点概率函数与线性路径函数距离坐标原点的偏离程度能够很好的反应孔隙岩石渗透率的大小。