頁巖儲層水力壓裂改造可產(chǎn)生大范圍的復(fù)雜縫網(wǎng),但基質(zhì)孔隙中氣體仍難以采出,儲層熱處理可促使基質(zhì)內(nèi)次生裂隙發(fā)育,形成多尺度氣-水滲流通道,增強氣體熱解吸與傳輸能力,提高開采壽命內(nèi)的產(chǎn)能。因此,儲層熱處理增產(chǎn)是一個多物理場和多相耦合作用的過程,具有重要的科學(xué)和工程意義。本文綜合運用室內(nèi)試驗測試、理論解析與數(shù)值模擬等手段,針對非均質(zhì)頁巖儲層熱破裂增透問題,從礦物組分與孔裂隙結(jié)構(gòu)特征分析入手,提出考慮基質(zhì)熱破裂的滲透率演化模型、氣-水兩相耦合流動分數(shù)階解析解和導(dǎo)出產(chǎn)能預(yù)測模型,揭示頁巖儲層體破裂增透的熱-氣-液-固耦合機制。取得了以下創(chuàng)新性成果:(1)通過試驗研究,獲得不同熱環(huán)境下頁巖礦物組分、孔裂隙結(jié)構(gòu)與滲透率演變特性。模擬頁巖儲層不同熱處理工況,對廬山頁巖試樣進行了從低溫(-196℃)至高溫(300℃)之間的11種溫度處理,利用X射線衍射、電鏡掃描和高壓壓汞測試,測試了頁巖礦物成分與基質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),在加熱過程中,頁巖依次經(jīng)歷熱揮發(fā)導(dǎo)致的中孔發(fā)育、礦物熱膨脹導(dǎo)致的微孔比例大幅度上升、基質(zhì)熱破裂導(dǎo)致的中孔發(fā)育及中大孔貫通的過程,滲透率先增大后小幅減小,在200℃之后劇烈增大;在冷凍...

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1中國主要頁巖產(chǎn)區(qū)分布[12]

博士學(xué)位論文2圖1-1中國主要頁巖產(chǎn)區(qū)分布[12]Figure1-1MainshaledistributioninChina[12]盡管擁有如此豐富的頁巖氣儲量，我國頁巖氣勘探開發(fā)卻多處于“氣多采不出”的狀態(tài)，且難以直接采用美國、加拿大等國的成熟有效勘探開發(fā)技術(shù)。更多文獻資料[1....

圖1-2頁巖儲層熱處理改造尺度（據(jù)文獻[15]改）

博士學(xué)位論文2圖1-1中國主要頁巖產(chǎn)區(qū)分布[12]Figure1-1MainshaledistributioninChina[12]盡管擁有如此豐富的頁巖氣儲量，我國頁巖氣勘探開發(fā)卻多處于“氣多采不出”的狀態(tài)，且難以直接采用美國、加拿大等國的成熟有效勘探開發(fā)技術(shù)。更多文獻資料[1....

圖1-3巖石破裂的演化過程

1緒論5晶破裂）。而頁巖受熱膨脹后其內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變場發(fā)生變化，體積膨脹變形受到外部約束及體內(nèi)各部分之間的相互約束，不能自由發(fā)生，產(chǎn)生第二類和第三類熱應(yīng)力，從而引起頁巖內(nèi)部形變，改變頁巖氣滲流通道。圖1-3巖石破裂的演化過程Figure1-3Evolutionstagesofroc....

圖1-4單軸壓縮條件下高溫處

1緒論701503004506007500.0050.0100.0150.0200.0250.0300.035孔隙度溫度(℃)(a)高溫破壞后裂紋形式(b)孔隙度隨溫度變化曲線圖1-4單軸壓縮條件下高溫處理后裂隙發(fā)展和孔隙度變化[75,78]Figure1-4Crackinggr....

本文編號：4023009