非均质页岩气藏污染物迁移机理研究

发布时间：2024-02-19 19:09

　　随着非常规页岩气资源的开发,水平井大规模水力压裂技术常被用于页岩储层的改造。一些学者认为压裂作用会萃取出页岩中的重金属元素,从而对地下水造成污染。地下岩层中基质孔隙、天然微裂隙网络、断层的存在使得岩层呈现强烈的非均质性。另外,在钻井过程中常用高碱性油基钻井液来提高井壁的稳定性,这将引起黏土和石英等硅质矿物的碱性侵蚀。本文以四川西南部威远产气区为例,综合运用理论分析、数值计算的研究方法,深入开展非均质页岩气藏污染物迁移机理及浅层含水层污染评估研究。主要研究成果如下:(1)利用Darcy定律、立方定律以及基于Brinkman-NS耦合原理的等效Darcy定律分别描述污染物在岩层基质、天然裂隙以及断层中的流动规律。基于损伤力学理论,从化学动力学角度出发,得到了钻井液碱性侵蚀作用下岩石的损伤参数。基于Blake-Kozeny方程,得到了侵蚀作用下渗透率随时间的变化关系,揭示了高碱性钻井液对岩层的侵蚀机理。基于以上研究,得到了非均质页岩气藏污染物迁移模型的基本控制方程组。(2)基于均质单裂隙单元、跨层裂隙岩体简化模型、非均质裂隙岩体简化模型以及高碱性钻井液侵蚀作用模型,通过一系列数值模拟并和前人...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1污染物潜在运移通道Figure1-1Potentialmigrationpathwaysofthepollutants就驱动力而言，促使污染物上移的驱动力有些是长期存在的；有些是暂时存在的；

图1-1污染物潜在运移通道Figure1-1Potentialmigrationpathwaysofthepollutants言，促使污染物上移的驱动力有些是长期存在的；有些是引起；有些是早已存在，后在水力压裂操作下被激活。差引起的水头；②页岩储层内部的超压；③....

图3-2模型1中压力分布的云图以及等值线图

18（a）模型1中压力分布云图（b）模型1中压力分布等值线图图3-2模型1中压力分布的云图以及等值线图Figure3-2PressuredistributioninModel1图3-2（a）和（b）分别表示模型1中压力分布的云图以及等值线图。由图....

图3-3模型1中浓度分布的云图以及等值线图

（a）模型1中浓度分布云图（b）模型1中浓度分布等值线图图3-3模型1中浓度分布的云图以及等值线图Figure3-3PollutantsconcentrationdistributioninModel1图3-3（a）和（b）分别表示15年时模....

图3-4模型1中污染物速度矢量和流线的全局以及局部分布

（a）模型1中浓度分布云图（b）模型1中浓度分布等值线图图3-3模型1中浓度分布的云图以及等值线图Figure3-3PollutantsconcentrationdistributioninModel1图3-3（a）和（b）分别表示15年时模....

本文编号：3903184