本文關(guān)鍵詞：層理節(jié)理影響下的頁巖氣流動規(guī)律研究

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【摘要】：通過取心、露頭觀測、測井等手段發(fā)現(xiàn),頁巖氣藏儲層中多有發(fā)育層理節(jié)理,這對頁巖的物性、巖石力學(xué)性質(zhì)、氣體流動等都會產(chǎn)生影響。通過調(diào)研國內(nèi)外文獻發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外學(xué)者建立了針對頁巖氣流動空間復(fù)雜多變的頁巖氣非線性多尺度流動理論,但這些理論都并未將層理節(jié)理的影響考慮其中。除此以外,國內(nèi)外學(xué)者還圍繞層理節(jié)理對頁巖巖石力學(xué)各向異性的影響開展了大量研究,以此為頁巖氣藏實施儲層改造提供參數(shù)或理論依據(jù)。綜合來看,圍繞層理節(jié)理對頁巖氣流動的影響的研究偏少,層理節(jié)理對頁巖氣流動規(guī)律影響相關(guān)研究還有待加強。本文采用實驗與理論相結(jié)合的方法開展研究。在前人研究基礎(chǔ)之上,基于地層條件下頁巖氣儲集滲流機理,建立考慮解吸和應(yīng)力敏感的頁巖氣多尺度表觀滲透率模型;其次開展了不同層理節(jié)理特征的頁巖流動實驗;最后基于表觀滲透率模型和流動實驗規(guī)律建立了頁巖氣藏壓裂水平井雙重介質(zhì)氣水兩相數(shù)學(xué)模型,求解并驗證模型后分析了頁巖氣藏基本參數(shù)、層理節(jié)理特征以及儲層改造參數(shù)對壓裂水平井開采動態(tài)的影響。本文主要的工作與結(jié)論如下:(1)分析了頁巖氣藏儲層的基本物性特征、微觀孔隙結(jié)構(gòu)、層理節(jié)理發(fā)育特征、頁巖氣儲集機理和運移機理,頁巖氣藏儲層具有超低孔超低滲、層理節(jié)理發(fā)育,非均質(zhì)性強的特征,頁巖氣通常以游離態(tài)、吸附態(tài)和溶解態(tài)賦存于頁巖納微米級孔隙和裂縫中,頁巖氣的運移機理復(fù)雜,表現(xiàn)出明顯的非線性多尺度特征。(2)在Beskok-Karniandakis模型基礎(chǔ)之上,推導(dǎo)了考慮應(yīng)力敏感和解吸的頁巖表觀滲透率計算模型,利用該模型分析了應(yīng)力敏感和解吸對頁巖表觀滲透率的影響。頁巖孔徑大于5nm時,應(yīng)力敏感和吸附綜合作用下頁巖表觀滲透率隨壓力降低呈先降后升的趨勢,孔徑小于5nm時,頁巖表觀滲透率隨壓力降低而增大。(3)開展了不同層理方向頁巖巖心流動實驗和不同節(jié)理特征頁巖應(yīng)力敏感實驗。流動實驗結(jié)果表明頁巖平行層理方向滲透率大于垂直層理方向滲透率(最多達到了一個數(shù)量級),且平行層理方向滑脫效應(yīng)也強于垂直滲透率方向;應(yīng)力敏感實驗結(jié)果表明節(jié)理的存在有效提高了頁巖滲透性,節(jié)理是頁巖氣主要滲流通道,但節(jié)理滲透率對有效應(yīng)力很敏感,表現(xiàn)出強應(yīng)力敏感特征;(4)基于考慮應(yīng)力敏感和解吸的頁巖表觀滲透率計算模型和不同層理節(jié)理特征頁巖流動實驗結(jié)果,建立了頁巖氣藏雙重介質(zhì)氣水兩相數(shù)學(xué)模型,采用有限差分法求解模型數(shù)值解并進行了可靠性分析和敏感性分析。層理節(jié)理發(fā)育增大了頁巖儲層的非均質(zhì)性,水平層理導(dǎo)致頁巖橫向上和縱向上滲透性差異很大,節(jié)理發(fā)育也使儲層內(nèi)不同位置滲透率高低不均,但從數(shù)模的結(jié)果來看,對于強非均質(zhì)性,均可以通過儲層改造技術(shù)有效提高產(chǎn)量。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE31

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本文編號：1256038