页岩储层的双孔形孔隙结构及其应用

发布时间：2022-08-10 19:59

　　美国经过30年的科研攻关,从页岩微纳孔隙中开采出页岩油气,从而开启页岩气革命。因而建立针对页岩的表征方法,准确获取页岩内部微纳孔隙结构,是了解页岩储层内部气体的赋存状态、流动机理以及页岩岩石骨架的力学行为的重要基础。页岩储层具有独特而复杂的特性,生储同层、高度致密、低孔低渗、孔隙结构形态多样且对水十分敏感,认识页岩微观属性必须采用实验、数据分析和数值模拟等特殊手段。实验是了解孔隙结构最直接方法。其中,气体吸附实验是一种有效表征多孔材料纳米孔隙的实验方法,但由于利用气体吸附实验结果计算孔径分布的过程中,均基于单一孔隙形状的假设,因此在处理页岩的复杂孔隙结构则会造成较大的误差。本文提出了一种新的基于氮气吸附实验结果的双孔形孔径分布计算方法,从而能更准确地表征和认识页岩纳米尺度的孔隙结构。依据获得的孔隙结构,给出视渗透率的新的表达式,实现了宏微观研究的结合。因此,本文的研究不仅在推动微观实验技术进步及分析方法创新方面具有重要科学意义,而且对正确估算页岩储量,实现页岩气高效经济开发具有重大应用价值。主要研究内容和创新性成果如下:1.开展了数百次页岩基础实验,为研究积累了数据:从国内各地不同页岩... 

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 页岩气藏研究现状
    1.3 页岩储层特征
    1.4 页岩孔隙结构表征方法
    1.5 文章内容和结构安排
第2章 页岩储层表征实验简介
    2.1 地化特征实验
        2.1.1 页岩有机质丰度评价
        2.1.2 页岩有机质成熟度测量
        2.1.3 页岩有机质类型评定
        2.1.4 页岩矿物成分分析
    2.2 形态特征实验
        2.2.1 页岩表观形貌特征
        2.2.2 页岩孔隙参数测量
    2.3 物性特征实验
        2.3.1 页岩渗透率测量
        2.3.2 页岩吸附能力测量
        2.3.3 页岩力学性能测试
    2.4 本章小结
第3章 基于氮气吸附测量结果的双孔形孔径分布计算方法
    3.1 基本原理与依据
    3.2 理论公式
        3.2.1 基本假设
        3.2.2 基本方程
        3.2.3 过程推导
        3.2.4 简化过程
        3.2.5 计算细节
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 方法验证
        3.3.2 页岩样品
    3.4 本章小结
第4章 页岩基质中的双孔形结构及分形特征
    4.1 研究区域地质背景
    4.2 研究样品与研究方法
    4.3 研究结果
        4.3.1 总有机碳含量和矿物成分
        4.3.2 氮气吸附曲线
        4.3.3 孔隙结构参数
        4.3.4 分形维数
    4.4 结果讨论
        4.4.1 页岩样品孔隙参数与地化参数的关系
        4.4.2 页岩样品分形维数与地化参数的关系
        4.4.3 页岩样品分形维数与孔隙结构参数的关系
        4.4.4 不同计算方法得到的孔隙参数比较
    4.5 本章小结
第5章 基于双孔形孔径分布的页岩基质视渗透率计算
    5.1 视渗透率计算
    5.2 理论基础及计算模型
        5.2.1 双孔形的扩散效应
        5.2.2 双孔形的应力敏感效应
        5.2.3 双孔形的吸附效应
        5.2.4 真实气体效应
        5.2.5 考虑孔径分布的双孔形效应
        5.2.6 基于真实双孔形孔径分布的视渗透率计算
    5.3 计算结果及讨论
        5.3.1 模型双孔形比对
        5.3.2 敏感性分析
        5.3.3 考虑页岩基质真实双孔形孔径分布的结果对比
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 文章的主要工作和研究成果
    6.2 论文创新点
    6.3 未来研究工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]A comparative study of the specific surface area and pore structure of different shales and their kerogens[J]. CAO TaoTao,SONG ZhiGuang,WANG SiBo,XIA Jia.  Science China（Earth Sciences）. 2015(04)
[2]黏土矿物甲烷吸附性能与微孔隙体积关系[J]. 吉利明,马向贤,夏燕青,邱军利.  天然气地球科学. 2014(02)
[3]页岩气藏开发中的关键力学问题[J]. 姚军,孙海,黄朝琴,张磊,曾青冬,隋宏光,樊冬艳.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(12)
[4]页岩气储层微观孔隙结构特征及发育控制因素——以川南—黔北XX地区龙马溪组为例[J]. 魏祥峰,刘若冰,张廷山,梁兴.  天然气地球科学. 2013(05)
[5]中国非常规油气资源与勘探开发前景[J]. 贾承造,郑民,张永峰.  石油勘探与开发. 2012(02)
[6]川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义[J]. 陈尚斌,朱炎铭,王红岩,刘洪林,魏伟,方俊华.  煤炭学报. 2012(03)
[7]中国油气储层中纳米孔首次发现及其科学价值[J]. 邹才能,朱如凯,白斌,杨智,吴松涛,苏玲,董大忠,李新景.  岩石学报. 2011(06)
[8]页岩气形成条件及成藏影响因素研究[J]. 王祥,刘玉华,张敏,胡素云,刘红俊.  天然气地球科学. 2010(02)
[9]页岩气及其勘探研究意义[J]. 张金川,汪宗余,聂海宽,徐波,邓飞涌,张培先,殷毅,郭华强,林拓,张琴,张德明.  现代地质. 2008(04)

博士论文
[1]川东—湘西地区龙马溪组与牛蹄塘组页岩孔隙与页岩气赋存机理研究[D]. 戴方尧.中国地质大学 2018



本文编号：3674269