頁巖氣是以吸附態(tài)和游離態(tài)為主,并賦存于有機(jī)質(zhì)泥頁巖及其夾層中的非常規(guī)天然氣,是一種高效、清潔的天然氣資源。頁巖氣藏儲層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜、納米尺度孔隙發(fā)育,氣體的儲集和運(yùn)移方式與常規(guī)油氣藏表現(xiàn)出很大差異。頁巖儲層微孔、介孔、宏孔以及微裂縫發(fā)育,屬于典型的多尺度儲集和滲流空間;游離氣與吸附氣共存是頁巖氣藏的另一典型特征。為合理表征頁巖氣藏納米孔隙內(nèi)的氣體輸運(yùn)行為,明確各氣體輸運(yùn)機(jī)理對頁巖氣藏生產(chǎn)動態(tài)變化的影響,本文根據(jù)頁巖氣藏儲層和流體特征,開展以下研究工作:(1)針對頁巖氣藏納米孔隙氣體輸運(yùn)物理模型,考慮氣體的微尺度效應(yīng)和真實(shí)氣體效應(yīng),采用真實(shí)氣體方程描述游離氣狀態(tài),其中,氣體在納米孔隙中分子自由程變化和氣體熱動力學(xué)行為變化通過氣體偏差因子進(jìn)行表征;同時,給出了真實(shí)氣體的黏度和濃度計算公式。(2)考慮氣體分子在納米孔隙壁面的吸附作用、頁巖儲層的壓敏效應(yīng)、吸附氣對納米通道的占據(jù)效應(yīng)、動態(tài)吸附與解吸效應(yīng)以及真實(shí)氣體效應(yīng)等影響,建立了頁巖氣藏納米孔隙滑移流動階段的滲透率模型,并分析了在氣藏開發(fā)過程中滑脫效應(yīng)、應(yīng)力敏感性以及吸附氣占據(jù)等對氣體流動能力影響的相對強(qiáng)弱。(3)針對頁巖氣藏納米孔隙內(nèi)存在的...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 解吸擴(kuò)散模型
        1.2.2 表面擴(kuò)散模型
        1.2.3 溶解氣擴(kuò)散
        1.2.4 納米孔隙氣體傳輸耦合模型
    1.3 本文研究目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 關(guān)鍵技術(shù)
        1.3.3 技術(shù)路線
    1.4 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 頁巖氣藏氣體儲滲空間及產(chǎn)出機(jī)理
    2.1 多尺度儲集空間
        2.1.1 無機(jī)質(zhì)孔隙
        2.1.2 有機(jī)質(zhì)粒內(nèi)孔隙
        2.1.3 天然微裂縫
        2.1.4 水力壓裂裂縫
    2.2 頁巖氣儲集機(jī)理和描述方法
        2.2.1 吸附氣
        2.2.2 游離氣
        2.2.3 溶解氣
    2.3 頁巖氣產(chǎn)出過程
第3章 頁巖基質(zhì)滲透率的滑移修正
    3.1 流態(tài)劃分
        3.1.1 流態(tài)表征方法
        3.1.2 頁巖氣藏流態(tài)
    3.2 滑脫效應(yīng)與滑移邊界
        3.2.1 滑脫效應(yīng)
        3.2.2 滑移邊界條件
    3.3 壓敏效應(yīng)與吸附解吸校正
        3.3.1 壓敏效應(yīng)
        3.3.2 吸附解吸校正
    3.4 滑移邊界條件與流動模型
        3.4.1 滑移邊界條件
        3.4.2 流動模型
    3.5 速度分布剖面與滲透率修正模型
        3.5.1 速度分布剖面與滲透率系數(shù)
        3.5.2 滲透率修正模型
    3.6 真實(shí)氣體效應(yīng)
    3.7 多孔介質(zhì)滲透率模型
    3.8 模型驗證
    3.9 結(jié)果分析
第4章 頁巖氣藏納米孔隙氣體傳輸模型
    4.1 等效滲透率模型
        4.1.1 Knudsen擴(kuò)散
        4.1.2 表面擴(kuò)散
    4.2 表觀滲透率模型
    4.3 多孔介質(zhì)表觀滲透率模型
    4.4 模型驗證與分析
        4.4.1 模型驗證
        4.4.2 結(jié)果分析
第5章 多尺度-多輸運(yùn)機(jī)制耦合的滲流機(jī)理模型
    5.1 裂縫系統(tǒng)連續(xù)性方程
        5.1.1 竄流量計算模型
        5.1.2 解吸量計算模型
        5.1.3 擴(kuò)散量計算模型
    5.2 基質(zhì)系統(tǒng)滲流微分方程
        5.2.1 擬穩(wěn)態(tài)竄流模型
        5.2.2 非穩(wěn)態(tài)竄流模型
    5.3 擬穩(wěn)態(tài)竄流模型
        5.3.1 裂縫系統(tǒng)滲流微分方程
        5.3.2 基質(zhì)系統(tǒng)滲流微分方程
    5.4 非穩(wěn)態(tài)竄流模型
        5.4.1 裂縫系統(tǒng)滲流微分方程
        5.4.2 基質(zhì)系統(tǒng)滲流微分方程
        5.4.3 四種機(jī)理模型
    5.5 模型求解
        5.5.1 無因次化
        5.5.2 Laplace變換與模型求解
    5.6 總結(jié)
        5.6.1 擬穩(wěn)態(tài)竄流模型
        5.6.2 非穩(wěn)態(tài)竄流模型
第6章 頁巖氣藏多級壓裂水平井生產(chǎn)動態(tài)規(guī)律研究
    6.1 物理模型與假設(shè)條件
    6.2 模型求解
        6.2.1 定產(chǎn)壓力解
        6.2.2 定壓產(chǎn)量解
    6.3 模型驗證
    6.4 結(jié)果分析
第7章 結(jié)論與建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3866892