层理节理影响下的页岩气流动规律研究

发布时间：2017-12-05 20:14

  本文关键词：层理节理影响下的页岩气流动规律研究

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【摘要】：通过取心、露头观测、测井等手段发现,页岩气藏储层中多有发育层理节理,这对页岩的物性、岩石力学性质、气体流动等都会产生影响。通过调研国内外文献发现,国内外学者建立了针对页岩气流动空间复杂多变的页岩气非线性多尺度流动理论,但这些理论都并未将层理节理的影响考虑其中。除此以外,国内外学者还围绕层理节理对页岩岩石力学各向异性的影响开展了大量研究,以此为页岩气藏实施储层改造提供参数或理论依据。综合来看,围绕层理节理对页岩气流动的影响的研究偏少,层理节理对页岩气流动规律影响相关研究还有待加强。本文采用实验与理论相结合的方法开展研究。在前人研究基础之上,基于地层条件下页岩气储集渗流机理,建立考虑解吸和应力敏感的页岩气多尺度表观渗透率模型;其次开展了不同层理节理特征的页岩流动实验;最后基于表观渗透率模型和流动实验规律建立了页岩气藏压裂水平井双重介质气水两相数学模型,求解并验证模型后分析了页岩气藏基本参数、层理节理特征以及储层改造参数对压裂水平井开采动态的影响。本文主要的工作与结论如下:(1)分析了页岩气藏储层的基本物性特征、微观孔隙结构、层理节理发育特征、页岩气储集机理和运移机理,页岩气藏储层具有超低孔超低渗、层理节理发育,非均质性强的特征,页岩气通常以游离态、吸附态和溶解态赋存于页岩纳微米级孔隙和裂缝中,页岩气的运移机理复杂,表现出明显的非线性多尺度特征。(2)在Beskok-Karniandakis模型基础之上,推导了考虑应力敏感和解吸的页岩表观渗透率计算模型,利用该模型分析了应力敏感和解吸对页岩表观渗透率的影响。页岩孔径大于5nm时,应力敏感和吸附综合作用下页岩表观渗透率随压力降低呈先降后升的趋势,孔径小于5nm时,页岩表观渗透率随压力降低而增大。(3)开展了不同层理方向页岩岩心流动实验和不同节理特征页岩应力敏感实验。流动实验结果表明页岩平行层理方向渗透率大于垂直层理方向渗透率(最多达到了一个数量级),且平行层理方向滑脱效应也强于垂直渗透率方向;应力敏感实验结果表明节理的存在有效提高了页岩渗透性,节理是页岩气主要渗流通道,但节理渗透率对有效应力很敏感,表现出强应力敏感特征;(4)基于考虑应力敏感和解吸的页岩表观渗透率计算模型和不同层理节理特征页岩流动实验结果,建立了页岩气藏双重介质气水两相数学模型,采用有限差分法求解模型数值解并进行了可靠性分析和敏感性分析。层理节理发育增大了页岩储层的非均质性,水平层理导致页岩横向上和纵向上渗透性差异很大,节理发育也使储层内不同位置渗透率高低不均,但从数模的结果来看,对于强非均质性,均可以通过储层改造技术有效提高产量。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE31

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本文编号：1256038