美國經(jīng)過30年的科研攻關(guān),從頁巖微納孔隙中開采出頁巖油氣,從而開啟頁巖氣革命。因而建立針對頁巖的表征方法,準(zhǔn)確獲取頁巖內(nèi)部微納孔隙結(jié)構(gòu),是了解頁巖儲層內(nèi)部氣體的賦存狀態(tài)、流動(dòng)機(jī)理以及頁巖巖石骨架的力學(xué)行為的重要基礎(chǔ)。頁巖儲層具有獨(dú)特而復(fù)雜的特性,生儲同層、高度致密、低孔低滲、孔隙結(jié)構(gòu)形態(tài)多樣且對水十分敏感,認(rèn)識頁巖微觀屬性必須采用實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)值模擬等特殊手段。實(shí)驗(yàn)是了解孔隙結(jié)構(gòu)最直接方法。其中,氣體吸附實(shí)驗(yàn)是一種有效表征多孔材料納米孔隙的實(shí)驗(yàn)方法,但由于利用氣體吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算孔徑分布的過程中,均基于單一孔隙形狀的假設(shè),因此在處理頁巖的復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)則會造成較大的誤差。本文提出了一種新的基于氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)結(jié)果的雙孔形孔徑分布計(jì)算方法,從而能更準(zhǔn)確地表征和認(rèn)識頁巖納米尺度的孔隙結(jié)構(gòu)。依據(jù)獲得的孔隙結(jié)構(gòu),給出視滲透率的新的表達(dá)式,實(shí)現(xiàn)了宏微觀研究的結(jié)合。因此,本文的研究不僅在推動(dòng)微觀實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)步及分析方法創(chuàng)新方面具有重要科學(xué)意義,而且對正確估算頁巖儲量,實(shí)現(xiàn)頁巖氣高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)具有重大應(yīng)用價(jià)值。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下:1.開展了數(shù)百次頁巖基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),為研究積累了數(shù)據(jù):從國內(nèi)各地不同頁巖... 

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 頁巖氣藏研究現(xiàn)狀
    1.3 頁巖儲層特征
    1.4 頁巖孔隙結(jié)構(gòu)表征方法
    1.5 文章內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 頁巖儲層表征實(shí)驗(yàn)簡介
    2.1 地化特征實(shí)驗(yàn)
        2.1.1 頁巖有機(jī)質(zhì)豐度評價(jià)
        2.1.2 頁巖有機(jī)質(zhì)成熟度測量
        2.1.3 頁巖有機(jī)質(zhì)類型評定
        2.1.4 頁巖礦物成分分析
    2.2 形態(tài)特征實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 頁巖表觀形貌特征
        2.2.2 頁巖孔隙參數(shù)測量
    2.3 物性特征實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 頁巖滲透率測量
        2.3.2 頁巖吸附能力測量
        2.3.3 頁巖力學(xué)性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于氮?dú)馕綔y量結(jié)果的雙孔形孔徑分布計(jì)算方法
    3.1 基本原理與依據(jù)
    3.2 理論公式
        3.2.1 基本假設(shè)
        3.2.2 基本方程
        3.2.3 過程推導(dǎo)
        3.2.4 簡化過程
        3.2.5 計(jì)算細(xì)節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 方法驗(yàn)證
        3.3.2 頁巖樣品
    3.4 本章小結(jié)
第4章 頁巖基質(zhì)中的雙孔形結(jié)構(gòu)及分形特征
    4.1 研究區(qū)域地質(zhì)背景
    4.2 研究樣品與研究方法
    4.3 研究結(jié)果
        4.3.1 總有機(jī)碳含量和礦物成分
        4.3.2 氮?dú)馕角�
        4.3.3 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)
        4.3.4 分形維數(shù)
    4.4 結(jié)果討論
        4.4.1 頁巖樣品孔隙參數(shù)與地化參數(shù)的關(guān)系
        4.4.2 頁巖樣品分形維數(shù)與地化參數(shù)的關(guān)系
        4.4.3 頁巖樣品分形維數(shù)與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系
        4.4.4 不同計(jì)算方法得到的孔隙參數(shù)比較
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于雙孔形孔徑分布的頁巖基質(zhì)視滲透率計(jì)算
    5.1 視滲透率計(jì)算
    5.2 理論基礎(chǔ)及計(jì)算模型
        5.2.1 雙孔形的擴(kuò)散效應(yīng)
        5.2.2 雙孔形的應(yīng)力敏感效應(yīng)
        5.2.3 雙孔形的吸附效應(yīng)
        5.2.4 真實(shí)氣體效應(yīng)
        5.2.5 考慮孔徑分布的雙孔形效應(yīng)
        5.2.6 基于真實(shí)雙孔形孔徑分布的視滲透率計(jì)算
    5.3 計(jì)算結(jié)果及討論
        5.3.1 模型雙孔形比對
        5.3.2 敏感性分析
        5.3.3 考慮頁巖基質(zhì)真實(shí)雙孔形孔徑分布的結(jié)果對比
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 文章的主要工作和研究成果
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]川東—湘西地區(qū)龍馬溪組與牛蹄塘組頁巖孔隙與頁巖氣賦存機(jī)理研究[D]. 戴方堯.中國地質(zhì)大學(xué) 2018



本文編號：3674269