鄂尔多斯盆地富县区陆相页岩气吸附与解吸附研究

发布时间：2017-04-17 05:20

  本文关键词：鄂尔多斯盆地富县区陆相页岩气吸附与解吸附研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国页岩气资源量丰富,在四川盆地和鄂尔多斯盆地已经开始开发。在页岩气中,有大量的吸附气存在,含量可达20%～80%。页岩气开采过程中,中后期稳产的资源主要来自吸附气的解吸。因此,有必要对页岩气的吸附与解吸附进行研究,目前国内外对这方面的研究较少,本文以鄂尔多斯盆地富县区陆相页岩气藏为研究对象,采用实验与理论相结合的方法对页岩气的吸附解吸特性和解吸方法进行研究,取得了如下认识： (1)富县区陆相页岩储层矿物组成以粘土矿物和石英为主,平均分别约占50.7%和23.39%,黄铁矿约8.48%,正长石约6.57%,斜长石约5.410%,方解石约2.66%,还含有少量白云石；粘土矿物以伊蒙混层为主,平均相对含量约58.1%,伊利石、绿泥石和高岭石平均相对含量分别为23%、12.7%和6%。 (2)该区储层的有机碳含量平均为2.38%,成熟度大于在1.0%,干酪根类型为混合型(Ⅱ)和腐泥型(Ⅰ)；储层的微观孔隙以纳米孔和微孔为主,孔隙半径分布在1nm～5nm之间,比表面平均为2.6m2/g,平均孔隙度为2.5%,平均渗透率为0.035×10-3μm2。 (3)采用自行设计的吸附解吸实验装置,通过体积法对页岩样品在30℃、45℃、60℃下分别进行纯CH4、CO2和N2的吸附解吸实验研究。实验研究结果表明不同性质页岩样品对CH4的吸附等温线在不同温度下有相同的趋势,吸附量随着压力的升高而增加,然后缓慢增加至饱和吸附量；所有样品解吸等温线都有表现出滞后现象。 (4)相同压力下不同性质的样品对气体的吸附量都表现温度越高,吸附量越小；不同气体在同一样品上吸附量不同；页岩比表面大,吸附量就越大。在地层条件下,CH4在富县陆相页岩上的吸附气相对含量在37.22%～48.73%之间,游离气相对含量在51.27%～62.78%之间。 (5)用weibull统计分布模型来描述页岩储层的半孔宽分布,结合分子势能模型,推导出页岩储层的半孔宽吸附解吸模型。模型拟合结果与实验数据的平均相对误差为2.9%,表明半孔宽模型对页岩吸附解吸实验数据的适应性好。 (6)页岩气注CO2置换解吸实验研究表明,从8.259MPa生产至1.15MPa,降压解吸的采收率为72.62%,岩心中总残余气为27.38%,其中吸附气和游离气含量分别为23.12%和4.26%;注CO2置换解吸的采收率为80.29%,岩心中总残余气为19.71%,其中吸附气和游离气分别为15.51%和4.2%。结果显示注CO2置换解吸比降压解吸的采收率要高7.66%,说明注CO2置换解吸效果要好。不同时间注CO2置换解吸实验表明置换解吸效果一样。
【关键词】：页岩气 吸附 吸附模型 置换解吸 富县区
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P618.13;O647.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 页岩气储层的研究现状10-11
• 1.2.2 页岩气开发的主要研究现状11-12
• 1.2.3 页岩气吸附解吸实验的研究进展12-13
• 1.2.4 吸附理论的研究现状13-16
• 1.3 主要研究内容及工作量16
• 1.4 技术路线及技术方法16-18
• 第2章 富县区页岩气储层地质特征18-30
• 2.1 富县区页岩气藏的地质背景18-21
• 2.1.1 富县区页岩的分布18-19
• 2.1.2 储层的温度压力19
• 2.1.3 页岩气的成因及来源19-20
• 2.1.4 页岩气的成藏过程20
• 2.1.5 页岩的吸附解吸特征20-21
• 2.2 富县区页岩气藏的储层特征研究21-27
• 2.2.1 矿物岩石特征测试分析21-22
• 2.2.2 储层的微孔隙特征研究22-26
• 2.2.3 物性特征测试研究26-27
• 2.3 有机地球化学特征实验研究27-29
• 2.3.1 有机碳含量及成熟度测试分析27-28
• 2.3.2 干酪根类型28-29
• 2.5 小结29-30
• 第3章 富县区页岩气吸附解吸实验研究30-57
• 3.1 吸附量测试方法概述30-32
• 3.2 气体在页岩上的吸附解吸实验研究32-41
• 3.2.1 实验原理与设备32-33
• 3.2.2 实验样品与处理33
• 3.2.3 实验操作流程及实验33-35
• 3.2.4 实验数据处理35-41
• 3.3 甲烷在页岩上的吸附与解吸实验研究41-49
• 3.3.1 甲烷在1号页岩样品上的吸附解吸实验研究41-43
• 3.3.2 甲烷在2号页岩样品上的吸附解吸实验研究43-46
• 3.3.3 甲烷在3号页岩样品上的吸附解吸实验研究46-49
• 3.4 二氧化碳在页岩上的吸附实验研究49-50
• 3.5 氮气在页岩样品上的吸附实验研究50-51
• 3.6 吸附实验对比研究51-55
• 3.6.1 不同温度的甲烷吸附实验对比51-53
• 3.6.2 不同页岩对甲烷吸附实验对比53-54
• 3.6.3 不同气体在同一页岩样品上的吸附实验对比54-55
• 3.7 小结55-57
• 第4章 富县区页岩气吸附解吸模型研究57-73
• 4.1 页岩储层多孔介质表面的特点57
• 4.2 单分子层吸附模型研究57-60
• 4.3 多分子层吸附解吸模型研究60-63
• 4.3.1 B.E.T吸附模型60-61
• 4.3.2 半孔宽吸附模型61-63
• 4.4 吸附模型的适应性研究63-72
• 4.4.1 LANGMUIR模型适应性研究63-66
• 4.4.2 半孔宽模型适应性研究66-69
• 4.4.3 不同模型适应性效果对比分析69-72
• 4.5 小结72-73
• 第五章 页岩气吸附气含量的影响因素探讨73-79
• 5.1 页岩矿物组成对吸附气含量的影响73-74
• 5.2 有机地球化学性质对页岩气藏吸附含气量的影响74-76
• 5.2.1 有机碳含量(TOC)和成熟度(RO)74-75
• 5.2.2 干酪根的类型75-76
• 5.3 岩石物理性质对页岩气藏吸附含气量影响76-77
• 5.3.1 孔隙度和渗透率76
• 5.3.2 比表面和孔径76-77
• 5.4 温度和压力对页岩气藏吸附含气量影响77
• 5.5 其它因素77-78
• 5.6 小结78-79
• 第六章 富县区页岩气的开采方法研究79-86
• 6.1 页岩气开采方法79-80
• 6.2 注CO_2置换解吸室内实验80-84
• 6.2.1 实验流程80-81
• 6.2.2 实验结果及分析81-84
• 6.3 注CO_2置换效果分析84-85
• 6.3.1 降压解吸与置换解吸对比分析84
• 6.3.2 不同时间注CO_2置换解吸对比84-85
• 6.4 小结85-86
• 第七章 结论与建议86-88
• 7.1 结论86-87
• 7.2 建议87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-93
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果93

【参考文献】

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本文编号：312512