页岩气的产气机理

页岩气产出机理

当页岩层压力降到一定程度时，页岩中被吸附的气体开始从裂隙表面分离下

来，成为页岩气的解析。由于节理中的压力降低，解析出的气体和游离态、溶解

态天然气混合通过基质孔隙和裂隙扩散进入裂隙网络中，再经裂缝网络等输导系

统流向井筒。页岩气的产出可以分为三个阶段。

第一阶段：随着井筒附近中压力微幅度的降低，首先产水，井筒附近只有单

相流动。

第二阶段：当储层压力继续降低时，开始有一部分甲烷从页岩孔隙和裂隙中

解析出来，并和游离态的天然气混合，开始形成气泡，阻碍着水的流动，水的相

对渗透率下降，但气体不能流动，无论在基质还是在节理中，气泡都是孤立的，

并不相互连接为非饱和单相流。

第三阶段：当储层压力进一步降低时，有更多的气体解析出来，水中含气达

到饱和，气泡相互连接成线状，气的相对渗透率大于增大，随着压力下降，饱和

度降低，气产量不断上升，呈现两相流状态。

上述三个阶段是连续的过程，随时间的推进，从井孔向周围的地层逐渐蔓延。

这是一个循序渐进的过程，脱水降压时间较短，波及的范围较大，吸附气的解析

范围越来越大。从美国主要的五个页岩气系统的产水量和产气量分析得出，页岩

气产量常呈现出来负的下降曲线(图Array 1－5)。开始水产量较高，随着排水

采气作业的持续进行，水产量逐渐降

低，而单井产气量逐渐上升，一般在

开采的两年后达到高峰，此后缓慢降

低。与常规天然气的单井生产相比，

页岩气单井日产量较小（一般小于

1000m3/D）,但是，日产量稳定（产

量下降较慢）、生产周期较长。

图1－5 页岩气生产曲线示意图

页岩储气层和常规砂岩储气对比表