頁巖氣是一種重要的基礎(chǔ)能源。美國頁巖氣革命后,世界能源大國都加大了對頁巖氣的勘探開發(fā)力度,加快開發(fā)頁巖氣對我國具有戰(zhàn)略性意義。頁巖儲層微納米孔隙發(fā)育,滲透率極低,現(xiàn)階段主要采用水平井多級壓裂技術(shù)開發(fā)。頁巖氣具有復(fù)雜的滲流和賦存機理,尤其是在考慮多組分的情況下。強非線性的多組分滲流過程和多組分吸附平衡對準確預(yù)測壓后產(chǎn)能、優(yōu)化壓裂設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因此需要建立能綜合考慮多組分滲流和吸附的產(chǎn)能模型。本文針對頁巖氣壓裂水平井產(chǎn)能模型,主要開展了以下工作:(1)對中美8個頁巖氣區(qū)塊的112個氣樣進行統(tǒng)計分析,總結(jié)了頁巖氣組分特征,為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。(2)通過室內(nèi)實驗研究了頁巖的礦物學特征和孔隙結(jié)構(gòu)特征,分析了頁巖孔隙結(jié)構(gòu)的主控因素,明確了頁巖氣的賦存和滲流空間。(3)基于多組分吸附勢理論,采用混合鏈擾動統(tǒng)計締合流體理論描述吸附質(zhì)分子間的相互作用,并采用Dubinin–Astakhov勢能函數(shù)描述吸附劑對吸附質(zhì)分子的吸引作用,建立了微納孔隙多組分吸附模型,揭示了超臨界吸附機理。該模型可以較好地描述臨界點附近的氣體吸附行為,精度較高,而且可以直接計算過剩吸附量而無需事先確定吸附相密度,計算量較...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 頁巖氣滲流模型
        1.2.2 頁巖氣吸附
        1.2.3 頁巖氣井產(chǎn)能模型
    1.3 存在的問題
    1.4 本文研究內(nèi)容與思路
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第2章 頁巖氣組分特征
    2.1 威遠—長寧區(qū)塊頁巖氣組分
    2.2 涪陵區(qū)塊頁巖氣組分
    2.3 延長區(qū)塊頁巖氣組分
    2.4 岑鞏區(qū)塊頁巖氣組分
    2.5 北美地區(qū)頁巖氣組分
    2.6 本章小結(jié)
第3章 頁巖孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.1 礦物組成和有機碳含量
    3.2 孔隙類型
    3.3 孔徑大小及分布
    3.4 本章小結(jié)
第4章 微納孔隙多組分吸附模型
    4.1 吸附質(zhì)分子間的相互作用
        4.1.1 鏈擾動統(tǒng)計締合流體理論
        4.1.2 混合鏈擾動統(tǒng)計締合流體理論
    4.2 基于吸附勢理論的微納孔隙吸附模型
        4.2.1 單組分吸附模型
        4.2.2 多組分吸附模型
        4.2.3 模型驗證
    4.3 本章小結(jié)
第5章 多組分微納滲流模型
    5.1 自適應(yīng)雙阻力模型
    5.2 模型驗證
        5.2.1 單/多組分穩(wěn)態(tài)滲流模擬
        5.2.2 多組分瞬態(tài)滲流模擬
    5.3 本章小結(jié)
第6章 考慮多組分滲流影響的頁巖氣多級壓裂水平井產(chǎn)能模型
    6.1 模型建立
        6.1.1 模型假設(shè)
        6.1.2 控制方程與邊界條件
    6.2 產(chǎn)能影響因素分析
        6.2.1 組分比例
        6.2.2 組分間相互作用
        6.2.3 應(yīng)力敏感
    6.3 本章小結(jié)
第7章 頁巖氣多級壓裂水平井完井優(yōu)化
    7.1 試驗設(shè)計分析
    7.2 完井參數(shù)優(yōu)化分析
        7.2.1 壓裂級數(shù)
        7.2.2 水力裂縫初始滲透率
        7.2.3 水力裂縫寬度
        7.2.4 水力裂縫初始導流能力
        7.2.5 滲透率增強因子
    7.3 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與建議
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3772728