柴达木盆地东部石炭系非饱和页岩突破压力与渗流特征
发布时间：2021-11-24 23:49
突破压力和渗透率在页岩气的流动、开采及盖层评价中起着重要作用。柴达木盆地东部石炭系页岩被认为具有很好的页岩气开采潜力,因此,对其进行突破压力及渗透率研究具有重要意义。本文对取自该地区柴页2井、石浅1井两口井的六个页岩岩芯进行了一系列的突破压力及渗透率实验,来分析含水率及二氧化碳摩尔百分比对其影响。在进行实验之前,首先进行了地球化学分析测试及微观孔隙结构测试（低压CO2吸附、低压N2吸附、高压压汞及场发射扫描电镜）。六个样品分别作了至少5个含水率条件下的突破压力实验,并拟合了突破压力随含水率变化,发现突破压力随含水率呈指数升高的关系。含水以后孔隙中产生的结合水膜导致的有效孔隙半径的减小与黏土矿物遇水产生的膨胀是导致突破压力升高的主要原因。当含水率达到约60%的时候,由于含水率的增加,很多的小的孔隙被水封闭,大孔也部分饱和水,导致孔隙连通性大大下降,突破压力迅速上升。渗透率变化则恰恰相反。孔径分布分析测试表明样品中存在很多纳米级的微孔,这些微孔很容易被水所封闭而导致孔隙的连通性大大下降,因此渗透率随含水率增加而下降。通过分析突破压力与孔隙结构的关...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 研究现状
1.2.2 存在主要问题
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 创新点
第2章 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地层岩性
2.3 构造特征
2.4 构造演化
2.5 裂隙发育特征
第3章 研究区页岩地球化学及微观孔隙结构特征
3.1 样品
3.2 页岩矿物成分
3.3 页岩有机地球化学特征
3.3.1 总有机质含量
3.3.2 干酪根类型
3.3.3 热成熟度
3.4 微观孔隙结构特征
3.4.1 微观孔隙形貌特征
3.4.2 孔径分布特征
3.4.3 孔隙度
3.5 本章小结
第4章 非饱和页岩的甲烷渗流实验
4.1 非饱和页岩的饱水过程
4.1.1 页岩饱水实验
4.1.2 页岩饱水过程分析
4.2 突破压力实验
4.2.1 实验装置
4.2.2 实验步骤
4.2.3 实验结果
4.3 结果讨论
4.3.1 含水率对突破压力的影响
4.3.2 孔隙度及孔隙结构对突破压力的影响
4.3.3 主要矿物对突破压力的影响
4.3.4 气体突破饱水页岩以后压力变化规律
4.4 本章小结
第5章 非饱和页岩不同混合比例气体的渗流实验
5.1 不同比例二氧化碳—甲烷混合气的制备
5.2 渗流实验
5.2.1 实验仪器装置
5.2.2 渗流实验方法
5.2.3 突破压力实验结果
5.2.4 渗透率实验结果
5.2.5 出口端气体成分含量随时间的变化
5.3 结果讨论
5.3.1 二氧化碳摩尔百分比对突破压力的影响
5.3.2 含水率对突破压力的影响
5.3.3 二氧化碳摩尔百分比对渗透率的影响
5.3.4 含水率对渗透率的影响
5.3.5 出口端气体成分变化分析
5.4 本章小结
第6章 结论
6.1 结论
6.2 进一步研究的问题
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气基本特征、主要挑战与未来前景[J]. 邹才能,赵群,董大忠,杨智,邱振,梁峰,王南,黄勇,端安详,张琴,胡志明. 天然气地球科学. 2017(12)
[2]柴达木盆地欧龙布鲁克地区构造演化研究[J]. 代昆,刘成林,肖敦清,马寅生,彭渊,张瑄,郑策,张艳芳,孙娇鹏. 地学前缘. 2016(05)
[3]柴达木盆地东部石炭系页岩三维裂缝网络模型研究[J]. 张成,夏露,李英杰,于青春. 地学前缘. 2016(05)
[4]盖岩CO2突破压测试方法综述[J]. 高帅,魏宁,李小春. 岩土力学. 2015(09)
[5]基于等温吸附曲线形态研究泥页岩孔隙结构特征[J]. 李鹏,闫长辉,田园媛,郑丽,邵哿. 科技资讯. 2015(18)
[6]Methods for Shale Gas Play Assessment: A Comparison between Silurian Longmaxi Shale and Mississippian Barnett Shale[J]. Songqi Pan,Caineng Zou,Zhi Yang,Dazhong Dong,Yuman Wang,Shufang Wang,Songtao Wu,Jinliang Huang,Qun Liu,Dule Wang,Ziyuan Wang. Journal of Earth Science. 2015(02)
[7]Investigation of shale gas microflow with the Lattice Boltzmann method[J]. Xiao-Ling Zhang,Li-Zhi Xiao,Long Guo,Qing-Ming Xie. Petroleum Science. 2015(01)
[8]Prospects of Carboniferous Shale Gas Exploitation in the Eastern Qaidam Basin[J]. LI Yingjie,SUN Yanling,ZHAO Yan,CHANG Chun,YU Qingchun,MA Yinsheng. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2014(02)
[9]柴达木盆地石炭系油气勘探前景[J]. 葛岩,刘成林,谢英刚,胡云亭,马寅生,公王斌. 油气地质与采收率. 2014(02)
[10]东营凹陷泥页岩矿物组成及脆度分析[J]. 李钜源. 沉积学报. 2013(04)
本文编号：3516990
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 研究现状
1.2.2 存在主要问题
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 创新点
第2章 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地层岩性
2.3 构造特征
2.4 构造演化
2.5 裂隙发育特征
第3章 研究区页岩地球化学及微观孔隙结构特征
3.1 样品
3.2 页岩矿物成分
3.3 页岩有机地球化学特征
3.3.1 总有机质含量
3.3.2 干酪根类型
3.3.3 热成熟度
3.4 微观孔隙结构特征
3.4.1 微观孔隙形貌特征
3.4.2 孔径分布特征
3.4.3 孔隙度
3.5 本章小结
第4章 非饱和页岩的甲烷渗流实验
4.1 非饱和页岩的饱水过程
4.1.1 页岩饱水实验
4.1.2 页岩饱水过程分析
4.2 突破压力实验
4.2.1 实验装置
4.2.2 实验步骤
4.2.3 实验结果
4.3 结果讨论
4.3.1 含水率对突破压力的影响
4.3.2 孔隙度及孔隙结构对突破压力的影响
4.3.3 主要矿物对突破压力的影响
4.3.4 气体突破饱水页岩以后压力变化规律
4.4 本章小结
第5章 非饱和页岩不同混合比例气体的渗流实验
5.1 不同比例二氧化碳—甲烷混合气的制备
5.2 渗流实验
5.2.1 实验仪器装置
5.2.2 渗流实验方法
5.2.3 突破压力实验结果
5.2.4 渗透率实验结果
5.2.5 出口端气体成分含量随时间的变化
5.3 结果讨论
5.3.1 二氧化碳摩尔百分比对突破压力的影响
5.3.2 含水率对突破压力的影响
5.3.3 二氧化碳摩尔百分比对渗透率的影响
5.3.4 含水率对渗透率的影响
5.3.5 出口端气体成分变化分析
5.4 本章小结
第6章 结论
6.1 结论
6.2 进一步研究的问题
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气基本特征、主要挑战与未来前景[J]. 邹才能,赵群,董大忠,杨智,邱振,梁峰,王南,黄勇,端安详,张琴,胡志明. 天然气地球科学. 2017(12)
[2]柴达木盆地欧龙布鲁克地区构造演化研究[J]. 代昆,刘成林,肖敦清,马寅生,彭渊,张瑄,郑策,张艳芳,孙娇鹏. 地学前缘. 2016(05)
[3]柴达木盆地东部石炭系页岩三维裂缝网络模型研究[J]. 张成,夏露,李英杰,于青春. 地学前缘. 2016(05)
[4]盖岩CO2突破压测试方法综述[J]. 高帅,魏宁,李小春. 岩土力学. 2015(09)
[5]基于等温吸附曲线形态研究泥页岩孔隙结构特征[J]. 李鹏,闫长辉,田园媛,郑丽,邵哿. 科技资讯. 2015(18)
[6]Methods for Shale Gas Play Assessment: A Comparison between Silurian Longmaxi Shale and Mississippian Barnett Shale[J]. Songqi Pan,Caineng Zou,Zhi Yang,Dazhong Dong,Yuman Wang,Shufang Wang,Songtao Wu,Jinliang Huang,Qun Liu,Dule Wang,Ziyuan Wang. Journal of Earth Science. 2015(02)
[7]Investigation of shale gas microflow with the Lattice Boltzmann method[J]. Xiao-Ling Zhang,Li-Zhi Xiao,Long Guo,Qing-Ming Xie. Petroleum Science. 2015(01)
[8]Prospects of Carboniferous Shale Gas Exploitation in the Eastern Qaidam Basin[J]. LI Yingjie,SUN Yanling,ZHAO Yan,CHANG Chun,YU Qingchun,MA Yinsheng. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2014(02)
[9]柴达木盆地石炭系油气勘探前景[J]. 葛岩,刘成林,谢英刚,胡云亭,马寅生,公王斌. 油气地质与采收率. 2014(02)
[10]东营凹陷泥页岩矿物组成及脆度分析[J]. 李钜源. 沉积学报. 2013(04)
本文编号：3516990
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