干酪根对页岩基质中甲烷运移规律的影响
发布时间：2020-12-20 18:35
微/纳米孔隙内甲烷的运移研究是进行页岩气藏开发预测及评价的前提和基础.页岩中分布大量的微/纳米孔隙,其中干酪根中的纳米级孔隙分布广泛.由于气体在不同尺度孔隙中的运移机理大不相同,且在有机孔中存在明显的吸附/解吸现象.因而,甲烷在页岩中的运移机理仍需完善.本研究综合物理模拟及数学分析方法,对甲烷渗流规律进行研究.研究结果表明:（1）温度升高,单位质量页岩的产量减少,达到平衡的时间缩短,总体体现在甲烷在高温下的吸附/解吸-扩散速率大.（2）相同生产压力下,随入口压力升高,甲烷运移速率增大,达到产量平衡的时间增长.（3）数学模型充分考虑干酪根中甲烷扩散对气体运移过程的影响,并与实验结果及不考虑干酪根影响的模型进行对比分析,结果显示,本文建立的数学模型能更准确地描述甲烷在页岩基质中的运移动态.
【文章来源】：地球科学. 2017年08期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１取样井位及构造图Ｆｉｇ．１Ｗｅｌｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｋｅｔｃｈ
地球科学ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈ－ｓｃｉｅｎｃｅ．ｎｅｔ第４２卷表１页岩基本参数Ｔａｂｌｅ１Ｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｔｅｓｔｅｄｓｈａｌｅｃｏｒｅｓ名称孔隙度（％）渗透率（Ｄ）ＴＯＣ（％）样品尺寸（目）质量（ｇ）数值３．７６３．５１１．７０１００～１２０１６０西北与方斗山相连，构造位于上扬子地块川东褶皱带．其含气层位为自流井组东岳庙段；其储层岩性为黑灰色页岩，为页岩气藏；具有埋藏浅、低孔低渗特图２取样区块地质年代Ｆｉｇ．２Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｋｅｔｃｈｆｏｒｔｈｅｓａｍｐｌｅｂｌｏｃｋ点；气藏埋深在５８４．６～６４３．０ｍ；厚度为５８．５ｍ；有机碳含量为０．１９％～１．６１％；地层压力为６ＭＰａ；压力系数为１．０，地层温度为４５℃，上覆围压为１５～１７ＭＰａ；岩心分析平均孔隙度为３．７６％；渗透率为０．６０～１．６８ｍＤ．本文的岩心来自建页ＨＦ－１井，该井是建南页岩气藏的一口评价井，目标层位是下侏罗统东岳庙段．建页ＨＦ－１井位于湖北省利川市建南镇枫箱坝（原建深１井井场）上扬子地台川东褶皱带石柱复向斜中部建南构造北高点．其钻探目的是获取建南地区侏罗系页岩气的评价参数，为整体评价该区页岩气勘探潜力提供地质依据；了解建南北高点侏罗系页岩气含气面积，获取页岩气地质储量计算参数．经过测试，将样品的基本数据列于表１，取样井的地理位置及区块顶界构造见图１，此外，取样区块地质年代见图２．涪陵地区页岩气主要目的层为自流井组，厚为２５０～４５０ｍ，自上而下分为大安寨段、马鞍山段、东岳
第８期王金杰等：干酪根对页岩基质中甲烷运移规律的影响图３气体运移规律研究装置流程Ｆｉｇ．３Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｆｏｒｇａｓｆｌｏｗｅｑｕｉｐｍｅｎｔ验装置．依照图３顺序连接４部分．（３）检验气密性．连接好实验装置后，向测试体系内充入氦气，最高测试压力为１０ＭＰａ；记录系统压力数据，压力在６ｈ内保持不变，则视系统气密性良好．（４）装填页岩样品并抽真空．将页岩样品装入样品罐，如图３重新连接好装置，室温下采用分子泵抽真空２ｈ，直至压力达到１０－２Ｐａ．（５）饱和样品．首先向中间容器内充入一定量的甲烷，并用ＩＳＣＯ泵调整压力至指定范围，连通样品罐，使页岩样品在特定压力饱和２４ｈ．（６）气体流动过程记录．通过在样品罐出口端降压，记录出口端气体产量随时间的变化．实验过程中，保持温度恒定，出口端压力为大气压．（７）重复实验．改变温度及饱和压力，重复上述实验步骤．图４温度对甲烷运移过程影响Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｍｅｔｈａｎｅｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓ３分析及讨论３．１温度对甲烷运移过程的影响本文针对自流井组页岩颗粒，在３个温度下进行甲烷运移过程实验记录，实验温度分别为３５、４５和５５℃．如图４中所示，同一温度下，出口端产出气体的体积随时间的增加而增大，各个温度下气体运移过程持续时间差异较大，但都超过２００ｍｉｎ．不同温度下的气体产量不同，温度越高，气体产量越低．此外，从甲烷运移过程曲线可以看出，初始阶段出口端气体产量增长较快，气体的生产速率较高．不同压力下
【参考文献】：
期刊论文
[1]储层条件下龙马溪组全直径页岩吸附实验[J]. 赵春鹏,伦增珉,王卫红,刘华,王海涛. 断块油气田. 2016(06)
[2]地层条件下页岩有机质孔隙内CO2与CH4竞争吸附的分子模拟[J]. 王晓琦,翟增强,金旭,吴松涛,李建明,孙亮,刘晓丹. 石油勘探与开发. 2016(05)
[3]美国残油区有望成为增储上产新领域[J]. 何艳青,王璐,张焕芝. 石油科技论坛. 2015(02)
[4]体积压裂水平井复合流动模型[J]. 苏玉亮,王文东,盛广龙. 石油学报. 2014(03)
[5]煤吸附气体的量子化学特性及其应用[J]. 降文萍,张群,崔永君. 天然气地球科学. 2014(03)
[6]温度对页岩等温吸附/解吸特征影响[J]. 郭为,熊伟,高树生,胡志明,刘洪林,于荣泽. 石油勘探与开发. 2013(04)
[7]页岩油气资源分级评价标准探讨[J]. 卢双舫,黄文彪,陈方文,李吉君,王民,薛海涛,王伟明,蔡希源. 石油勘探与开发. 2012(02)
[8]世界页岩气勘探开发技术及我国勘探前景[J]. 崔青,高金龙. 内蒙古石油化工. 2011(17)
[9]四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国Fort Worth盆地石炭系Barnett组页岩地质特征对比[J]. 曾祥亮,刘树根,黄文明,张长俊. 地质通报. 2011(Z1)
[10]显微CT试验技术与花岗岩热破裂特征的细观研究[J]. 赵阳升,孟巧荣,康天合,张宁,郤保平. 岩石力学与工程学报. 2008(01)
本文编号：2928353
【文章来源】：地球科学. 2017年08期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１取样井位及构造图Ｆｉｇ．１Ｗｅｌｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｋｅｔｃｈ
地球科学ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈ－ｓｃｉｅｎｃｅ．ｎｅｔ第４２卷表１页岩基本参数Ｔａｂｌｅ１Ｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｔｅｓｔｅｄｓｈａｌｅｃｏｒｅｓ名称孔隙度（％）渗透率（Ｄ）ＴＯＣ（％）样品尺寸（目）质量（ｇ）数值３．７６３．５１１．７０１００～１２０１６０西北与方斗山相连，构造位于上扬子地块川东褶皱带．其含气层位为自流井组东岳庙段；其储层岩性为黑灰色页岩，为页岩气藏；具有埋藏浅、低孔低渗特图２取样区块地质年代Ｆｉｇ．２Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｋｅｔｃｈｆｏｒｔｈｅｓａｍｐｌｅｂｌｏｃｋ点；气藏埋深在５８４．６～６４３．０ｍ；厚度为５８．５ｍ；有机碳含量为０．１９％～１．６１％；地层压力为６ＭＰａ；压力系数为１．０，地层温度为４５℃，上覆围压为１５～１７ＭＰａ；岩心分析平均孔隙度为３．７６％；渗透率为０．６０～１．６８ｍＤ．本文的岩心来自建页ＨＦ－１井，该井是建南页岩气藏的一口评价井，目标层位是下侏罗统东岳庙段．建页ＨＦ－１井位于湖北省利川市建南镇枫箱坝（原建深１井井场）上扬子地台川东褶皱带石柱复向斜中部建南构造北高点．其钻探目的是获取建南地区侏罗系页岩气的评价参数，为整体评价该区页岩气勘探潜力提供地质依据；了解建南北高点侏罗系页岩气含气面积，获取页岩气地质储量计算参数．经过测试，将样品的基本数据列于表１，取样井的地理位置及区块顶界构造见图１，此外，取样区块地质年代见图２．涪陵地区页岩气主要目的层为自流井组，厚为２５０～４５０ｍ，自上而下分为大安寨段、马鞍山段、东岳
第８期王金杰等：干酪根对页岩基质中甲烷运移规律的影响图３气体运移规律研究装置流程Ｆｉｇ．３Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｆｏｒｇａｓｆｌｏｗｅｑｕｉｐｍｅｎｔ验装置．依照图３顺序连接４部分．（３）检验气密性．连接好实验装置后，向测试体系内充入氦气，最高测试压力为１０ＭＰａ；记录系统压力数据，压力在６ｈ内保持不变，则视系统气密性良好．（４）装填页岩样品并抽真空．将页岩样品装入样品罐，如图３重新连接好装置，室温下采用分子泵抽真空２ｈ，直至压力达到１０－２Ｐａ．（５）饱和样品．首先向中间容器内充入一定量的甲烷，并用ＩＳＣＯ泵调整压力至指定范围，连通样品罐，使页岩样品在特定压力饱和２４ｈ．（６）气体流动过程记录．通过在样品罐出口端降压，记录出口端气体产量随时间的变化．实验过程中，保持温度恒定，出口端压力为大气压．（７）重复实验．改变温度及饱和压力，重复上述实验步骤．图４温度对甲烷运移过程影响Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｍｅｔｈａｎｅｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓ３分析及讨论３．１温度对甲烷运移过程的影响本文针对自流井组页岩颗粒，在３个温度下进行甲烷运移过程实验记录，实验温度分别为３５、４５和５５℃．如图４中所示，同一温度下，出口端产出气体的体积随时间的增加而增大，各个温度下气体运移过程持续时间差异较大，但都超过２００ｍｉｎ．不同温度下的气体产量不同，温度越高，气体产量越低．此外，从甲烷运移过程曲线可以看出，初始阶段出口端气体产量增长较快，气体的生产速率较高．不同压力下
【参考文献】：
期刊论文
[1]储层条件下龙马溪组全直径页岩吸附实验[J]. 赵春鹏,伦增珉,王卫红,刘华,王海涛. 断块油气田. 2016(06)
[2]地层条件下页岩有机质孔隙内CO2与CH4竞争吸附的分子模拟[J]. 王晓琦,翟增强,金旭,吴松涛,李建明,孙亮,刘晓丹. 石油勘探与开发. 2016(05)
[3]美国残油区有望成为增储上产新领域[J]. 何艳青,王璐,张焕芝. 石油科技论坛. 2015(02)
[4]体积压裂水平井复合流动模型[J]. 苏玉亮,王文东,盛广龙. 石油学报. 2014(03)
[5]煤吸附气体的量子化学特性及其应用[J]. 降文萍,张群,崔永君. 天然气地球科学. 2014(03)
[6]温度对页岩等温吸附/解吸特征影响[J]. 郭为,熊伟,高树生,胡志明,刘洪林,于荣泽. 石油勘探与开发. 2013(04)
[7]页岩油气资源分级评价标准探讨[J]. 卢双舫,黄文彪,陈方文,李吉君,王民,薛海涛,王伟明,蔡希源. 石油勘探与开发. 2012(02)
[8]世界页岩气勘探开发技术及我国勘探前景[J]. 崔青,高金龙. 内蒙古石油化工. 2011(17)
[9]四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国Fort Worth盆地石炭系Barnett组页岩地质特征对比[J]. 曾祥亮,刘树根,黄文明,张长俊. 地质通报. 2011(Z1)
[10]显微CT试验技术与花岗岩热破裂特征的细观研究[J]. 赵阳升,孟巧荣,康天合,张宁,郤保平. 岩石力学与工程学报. 2008(01)
本文编号：2928353
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