页岩气渗流机理与产能研究

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页岩气渗流及应用

页岩气渗流及应用

页岩气渗流及应用1 页岩气概述随着世界各国对于煤、石油、天然气等化石能源需求的不断攀升,页岩气、致密气、煤层气等非常规能源,作为常规能源的重要补充,逐渐进入人们的视野。

页岩气是以多种相态存在,主体上富集于泥页岩(部分粉砂岩)地层中的天然气聚集。

页岩气藏中的天然气不仅包括了存在于裂缝中的游离相天然气,也包括了存在于岩石颗粒表面上的吸附气。

页岩气与其他类型天然气的显著差别在于,其具有典型的“自生自储”特点。

全球对页岩气的勘探开发并不普遍,仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。

近十年来,美国页岩气行业发展迅速,目前已进入页岩气开发的快速发展阶段,加拿大页岩气商业化开采还处于起步阶段。

页岩气在美国已经成为天然气家族中的重要成员,正广泛应用于燃气化工、汽车燃料等方面。

作为一个新兴的非常规能源,页岩气资源的勘探开发需要大量技术、资金和人员投入。

我国页岩气资源的勘探开发刚刚起步,经验匮乏,技术不成熟,实现页岩气资源的规模开发还有很长的路要走。

北美页岩气开发的成功经验和先进技术非常值得我们借鉴和参考。

目前,世界上对页岩气的研究并不普遍,只有美国和加拿大对此做过大量工作,特别是美国,对国内的5大页岩气盆地进行了十分系统的研究工作,在页岩气勘探开采方面取得了很大的突破,积累了丰富的经验。

我国对页岩气的研究与勘探开发还处于探索阶段。

20世纪60—90年代,在页岩油藏有所发现的基础上,部分学者对页岩气藏做过一定的探讨。

近2年,张金川等国内学者相继发表了一些关于页岩气方面的著作,将为我国的油气勘探打开新的局面。

据国家工程院预测,我国原油供给的对外依存度到2020年将达到55%,天然气供需缺口2010年为200×108m3,2020年将达到800×108m3。

而我国天然气勘探开发尽管目前处于大发展阶段,但是天然气资源同原油一样具有“低、深、难”的特点。

在我国油气消费需求与日俱增的情况下,为进一步从根本上解决油气可持续发展的问题,需要积极寻找新的接替资源。

关于页岩气压裂增产技术的研究

关于页岩气压裂增产技术的研究

关于页岩气压裂增产技术的研究页岩气是一种被困在岩石中的天然气资源,由于其在岩石中储存量大、富集度高的特点,近年来备受关注。

传统的开采方法往往难以将页岩气完全释放,导致产能有限。

为了解决这一问题,页岩气压裂增产技术应运而生。

本文将对页岩气压裂增产技术进行深入研究,探讨其原理、方法和应用前景。

页岩气压裂增产技术是利用水压将岩石中的裂缝扩大,使得天然气能够顺利通过裂缝流出,从而提高页岩气的产量。

这一技术的核心是通过高压水射入岩石层,使岩石发生微裂缝,进而促使页岩气释放。

要实施页岩气压裂增产技术,首先需要进行地质勘探,确定页岩气的分布情况、厚度和性质。

其次需要进行井筒施工,选择合适的井位进行钻井。

然后进行井筒完井和注水准备工作。

最后执行压裂操作,将高压水注入岩石层,形成裂缝,并持续注水以维持裂缝的稳定。

通过这一系列的操作,可以有效地提高页岩气的产量。

页岩气压裂增产技术的应用前景非常广阔。

这一技术可以帮助提高页岩气的开采率,使得原本难以开采的页岩气资源变得可触及。

通过压裂操作可以有效地降低开采成本,提高经济效益。

页岩气压裂增产技术还可以减少对地下水资源和环境的影响,保护生态环境。

页岩气压裂增产技术也面临一些挑战和难点。

压裂操作需要严格控制水压和流量,以防止因操作失误导致的地质灾害。

部分地区的页岩气层结构复杂、岩性差异大,这就需要根据具体情况选择不同的压裂方案,增加了技术难度。

压裂操作可能对地下水和环境造成潜在的影响,需要加强环保措施和监测工作。

为了进一步推动页岩气压裂增产技术的发展,需要加强研究和技术创新。

可以将压裂技术与其他采气技术相结合,形成更加完善的采气系统,提高采气效率。

可以利用先进的地质勘探技术,更加准确地确定页岩气层的分布和性质,为压裂操作提供更精准的数据支持。

可以加强对环保和地质安全的监测和管理,确保页岩气开采过程中不会对环境和地质造成负面影响。

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》范文

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》范文

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》篇一一、引言火山岩气藏是天然气资源的重要组成部分,其储层特征和渗流机理的复杂性给开发带来了极大的挑战。

本文旨在深入探讨火山岩气藏的复杂渗流机理,为优化开发策略和高效利用资源提供理论依据。

本文首先回顾了前人对火山岩气藏的研究现状,指出目前研究领域存在的问题,并提出本文的研究目的和研究内容。

二、火山岩气藏概述火山岩气藏是指由火山岩体或火山岩系构成的天然气储层。

其储层特征复杂,包括多孔介质、裂缝、溶洞等多种储集空间,且储层物性变化大,非均质性严重。

火山岩气藏的储量丰富,具有较高的开采价值,但开发难度大,主要原因是其复杂的渗流机理。

三、火山岩气藏渗流机理研究现状目前,关于火山岩气藏渗流机理的研究主要集中在以下几个方面:多孔介质渗流、裂缝渗流、溶洞渗流以及多场耦合作用下的渗流。

多孔介质渗流主要研究气体在岩石孔隙中的流动规律;裂缝渗流则关注裂缝网络对气体流动的影响;溶洞渗流则涉及气体在溶洞中的流动及与周围介质的相互作用;多场耦合作用下的渗流则考虑了地质因素、工程因素等多方面的影响。

四、复杂渗流机理分析(一)多孔介质渗流火山岩气藏的多孔介质主要由火山岩碎屑、矿物颗粒等组成,具有复杂的孔隙结构。

气体在多孔介质中的流动受到孔隙大小、形状、连通性等因素的影响,表现出非线性渗流特征。

此外,多孔介质的物性参数(如渗透率、孔隙度等)在空间上具有较大的变化,导致渗流过程的复杂性。

(二)裂缝渗流火山岩中的裂缝是气体运移的重要通道,对气藏的开发具有重要影响。

裂缝的分布、形态、宽度等因素都会影响气体的流动。

裂缝网络之间的相互作用使得气体在裂缝系统中的流动呈现出复杂的流动模式。

此外,裂缝的开启和闭合状态也会受到压力、温度等因素的影响,进一步增加了渗流的复杂性。

(三)溶洞渗流溶洞是火山岩气藏中另一种重要的储集空间,其内部结构复杂,包括洞穴、通道、暗河等。

气体在溶洞中的流动受到洞穴大小、形态、连通性等因素的影响,表现出与多孔介质和裂缝不同的渗流特征。

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》范文

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》范文

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》篇一一、引言火山岩气藏作为全球天然气资源的重要组成部分,其复杂渗流机理一直是国内外油气勘探与开发领域研究的热点。

火山岩气藏具有多尺度孔隙结构、非均质性以及复杂的流体流动特性,因此其渗流过程呈现出高度的复杂性和不确定性。

本文旨在深入探讨火山岩气藏的复杂渗流机理,为提高油气采收率及优化开发策略提供理论依据。

二、火山岩气藏地质特征火山岩气藏的形成与火山活动密切相关,其地质特征主要表现为多期次火山活动、复杂的岩相组合以及多尺度孔隙结构。

这些特征使得火山岩气藏具有较高的非均质性,导致流体在储层中的流动过程极为复杂。

此外,火山岩气藏还受到地应力、温度和压力等多种因素的影响,这些因素共同决定了其复杂的渗流特性。

三、复杂渗流机理分析1. 多尺度孔隙结构渗流火山岩气藏的孔隙结构具有多尺度特点,包括微米级、纳米级甚至更小的孔隙。

这些不同尺度的孔隙对流体的渗流过程具有重要影响。

大尺度孔隙为流体提供了主要的流通通道,而小尺度孔隙则对流体的储集和运移起到关键作用。

因此,多尺度孔隙结构的存在使得流体在火山岩气藏中的渗流过程极为复杂。

2. 非均质渗流火山岩气藏的非均质性表现为岩相、物性及流体性质的差异。

这种非均质性导致流体在储层中的流动路径和速度发生显著变化,从而影响渗流过程。

此外,非均质性还可能导致局部区域的高渗透带和低渗透带的形成,进一步加剧了渗流的复杂性。

3. 流体与岩石相互作用火山岩气藏中的流体与岩石之间存在着复杂的相互作用。

流体在岩石孔隙中的流动过程中,会与岩石发生物理和化学作用,如吸附、解吸、溶解等。

这些作用不仅会影响流体的性质,还会改变岩石的孔隙结构和渗透性,从而影响渗流过程。

四、研究方法与实验技术为了深入探讨火山岩气藏的复杂渗流机理,需要采用多种研究方法和实验技术。

首先,通过地质勘探和岩心分析等手段获取储层的地质资料和岩石物性参数。

其次,利用数值模拟方法对储层的渗流过程进行模拟和分析。

页岩气藏纳米孔隙微观渗流动态研究

页岩气藏纳米孔隙微观渗流动态研究

隙结构和划分孔 隙内流态后 , 考 虑克 努森扩散 、 气体滑脱、 解 吸和 干酪根扩散 等多种现象 , 推导微观孔 隙 内气体渗流 物理模 型 的物理渗流模型 , 并将得到 的计 算结果 与达 西流情况进 行对 比, 发 现 多种 效应存在 下的渗流 机制 复杂, 压 降慢 , 累计产量 大,
技术 。
般来 说 , 纳米孑 L 隙 中 的渗 流特 征 用 连 续 流或
分 子流 方 法 来 描 述 。连 续 流 方 法 广 泛 应 用 于 气
体 的宏 观流 动 。随着 孔 隙 空 间尺 度 的减少 , 在无 滑 脱 边界 条 件 下 的 连 续 流 方 法 准 确 性 也 不 断 下 降 。
引用 固体变 形理 论 , 研 究 了纳米 孔 隙 中气 体 流动 以
及 吸 附气 解 吸过 程 中 渗 透 率 变 化 。这 些模 型 只 是
力 平衡 后 , 气 体 分 子 开 始 向低 压 区 流 动 , 首 先 纳 米 孔 隙中气体 释放 出来 , 然后 干 酪 根 有机 质 表 面 的气 体 分子 解 吸 出来增 加 纳 米 孔 隙 内 的压 力 , 由于气 体
2 0 1 2年 l 1 月2 3 1 3收 到 中 国石 油 科 技 创 新 基金
般 来说 , 气 体 在 纳 米 孔 中 的流 速 非 常 慢 , 浓 度 梯 度
的变化 引起 在干 酪根 内部 向表面扩 散 。
2 页岩气流态划分
2 . 1 纳 米孔 隙 中的流态 特点

( 2 0 1 1 D - 5 0 0 6 - 0 2 0 1 ) 、 新世纪优秀人才支持计划 ( N C E T 一 1 1 — 1 0 6 2 ) 四川省杰青学术带头人资助计划( 2 0 1 2 J O 0 0 1 0 ) ; 西南石油大学研究生创新基金( GI F S S 0 7 0 6) 资助 第一作者简介 : 李勇明 ( 1 9 7 4 一) , 男, 教授 , 研究方 向 : 油 气 田增产新

气藏开采中页岩气渗流机理的影响作用

气藏开采中页岩气渗流机理的影响作用
一 Nhomakorabea、
收稿 日期 : 2 0 1 3— 0 5—2 1
作者 简介 : 袁航( 1 9 8 3 一) , 男, 毕业于 中国地质大 学 ( 北京 ) 矿产普查与勘探专业 , 助 理工程师 , 现在中 国石化华 东分公 司非 常规资源勘探开发 指挥 部地质 所工作 。

这种压 降 的作 用 时 , 页岩 气 将 会 从 基 质 表 面 解 吸 。这 样就会 产 生浓度 差 , 在 浓度 差 的影 响下 , 页岩 气 会从 基 质中向裂缝扩散 , 同时 , 在地下渗 流的作用 下, 页岩气 将会 流 向井 筒 , 给 人们 开 采 页 岩气 提供 可 能 。根 据 页 岩气 渗流 方式 的不 同 , 将 页岩 气 的 渗 流 机 理 概 括 为 以 下几种 : 1 、 扩 散作用 下 的渗 流 机理 。在 远 离 岩层 孑 L 隙 和 岩 层裂 缝 的基质 中 , 页岩气 在 流 动 中会 产 生扩 散作 用 , 此 时 页岩气 的 渗 流会 表 现 出 条 件 性 制 约 。 比如 , 当 吸 附 天 然气 的有机 质属 于多 孔介 质 时 , 其 无 法 被直 接 释放 。 同时 , 那 些距 离 孔 隙 和 裂缝 比较 远 的 吸 附气 也 无 法 被 直 接释放 , 他 们 需 要 在 扩 散作 用 的影 响 下 沿着 有 机 质 表 面完成 运移 。而 如果 吸 附 了天 然气 的 有机 质 不 属 于 多孔介 质 , 那 么 暴 露 在 基 质孔 隙或 者 裂 缝 处 的 吸 附 气 就能被 直接 释放 。 2 、 解吸附作 用下的渗流机理。相 比较扩散作用 , 解 吸 附作用 多 发 生 在 有 机 质 中 , 而 且 不 是所 有 的 有 机 质, 前提 是 这种 有 机 质 必 须 是 多 孔 介 质 。具 备 了这 一 条件后 , 吸 附在 有 机 质 表 面 的 吸 附 气 就 会 在 解 吸 作 用 的影 响下 , 直接被 释放 到 其孔 隙 中。这 时 , 页 岩 气 的 流 动将不 再 主要 受 扩 散 作 用 的影 响 , 转 而 会 以解 吸 附 作 用为 主 。 3 、 渗吸吸人作用下的渗流机理。页岩气 的渗吸吸 入作 用主要 发 生 在 产 水 页 岩 气 藏 中 , 主 要 是 由于 受 到 热成 因作 用 的影 响 。在 这 种作 用 的 影 响 下 , 页 岩 气 藏 的束缚 水 的饱 和度将 会 高 于原 始 含水 的饱 和度 。在 这 种情 况下 , 一旦 在开 采 中发 生水 体 入 侵 , 或 者有 外 来 其 他 流体 的侵人 , 那 么这 些 外 来 流 体 将 会 在 渗 吸 吸人 的 作用 下被 吸入 页岩 的储层 , 这样一来 , 页 岩 气藏 的含 水 饱 和度将 会大 量增 加 。 4 、 达 西渗 流和 非达 西 渗 流作 用 下 的渗 流 机理 。达 西渗 流 和非 达 西 渗 流发 生作 用 的位 置 是 不 同 的 , 前 者 主 要发生 在 页岩裂 缝 中 , 这 些 裂 缝可 能 是 天然 形 成 的 , 也 可能是 在 外 力 的作 用 下产 生 的 , 比如 在 水 力 作 用 下 产 生 的裂 缝 。 当 吸 附气 或 游 离 气 进 入 到 这 些 裂 缝 中 后, 页岩 气产 生及 在裂缝 中 的渗 流都 将 遵 循 达西 定 律 。 而后者 即非达西渗流则发生于基质 的孔隙中 , 当游离 气 在基 质孔 隙 中流动 时 , 会受 到 气 体滑 脱 效 应 的影 响 , 在 这种 影 响 下 , 游离气 的流动会 发生变 向, 会 偏 离 直 线。 ( 下转第 1 4 9页)

页岩气藏流动机理

页岩气藏流动机理

分气体等温吸附方程 ,当混合气体组分中不同气体对
应的 Langmuir 体积常数差别较大时 ,多组分 Langmuir
等温吸附公式的计算结果和实际存在一定的偏差 。
VEi =
V LiBi py i n
(4 )
∑ 1 + Bj p y j j=1
式(1 ) ~ (4 )中 V E 表示吸附 气含量 ,m3 /t ;V H 表 示
力下降 ,吸附在基质颗粒表面的气体开始解吸附 。 在平
衡状态和特定温度条件下描述岩石表面气体吸附量的
函数形式主要有 3 种 :Henry 线性等温吸附定律 、Freun‐
dlich 指数等温吸附定律和 Langmuir 等温吸附定律 。
Henry 等温吸附定律 :
VE = VH p
(1 )
式(1 )给出了 Henry 线性等温吸附方程[9] ,在指
定温度下固体颗粒表面的气体吸附量是压力的线性函
数 ,随压力增加 ,气体吸附量增加 。 Henry 线性等温吸
附函数的假设条件是吸附气体为理想气体 ,因此 ,该方
程仅在低压小范围条件下适用 。
基金项目 :国家科技重大专项“页岩气勘探开发关键技术研究项目”(编号 :2011ZX05018‐005) 。 作者简介 :于荣泽 ,1983 年生 ,工程师 ,博士 ;2011 年毕业于中国科学院渗流流体力学研究所 ;主要从事页岩气开发方面的研究 工作 。 地址 :(065007)河北省廊坊市 44 号信箱新能源研究所 。 电话 :(010)69213349 。 E‐mail :yurongze2011@ 163 .com
·3·
透率[15] 。
V = - K∞ μ
1+
b p
楚p

页岩气藏渗流及数值模拟研究

页岩气藏渗流及数值模拟研究

页岩气藏渗流及数值模拟研究一、本文概述Overview of this article页岩气藏作为一种重要的非常规天然气资源,近年来在全球范围内受到了广泛的关注和研究。

由于其储层特性复杂,开发难度大,渗流规律及数值模拟研究成为了页岩气藏开发的关键问题。

本文旨在深入探讨页岩气藏的渗流特性,建立相应的数值模拟模型,为页岩气藏的合理开发提供理论支持和技术指导。

Shale gas reservoirs, as an important unconventional natural gas resource, have received widespread attention and research worldwide in recent years. Due to the complex reservoir characteristics and high development difficulty, the study of seepage laws and numerical simulation has become a key issue in the development of shale gas reservoirs. This article aims to deeply explore the permeability characteristics of shale gas reservoirs, establish corresponding numerical simulation models, and provide theoretical support and technical guidance for the rational development of shale gasreservoirs.本文首先将对页岩气藏的地质特征和渗流特性进行概述,包括页岩储层的岩石学特征、孔渗结构、渗流机制等。

页岩气藏地质特征分析及渗流机理研究

页岩气藏地质特征分析及渗流机理研究

和 暗色 泥页岩 。据相关部 门调 查统计页岩气资源总量在世界范 围内高达 4 5 6 x 1 0 , 接近 世界 非常规天然气 的

级, 具有独特的解吸和吸附特 征, 特别是在渗流方面具 有明显区别 与常规气体和致 密砂岩气等气体 的多级、 多尺 度 渗流特性 , 这给 页岩气 的准确认识和开发 带来 了困难 。 基于此 , 在充 分调研 国内外有关 页岩 气文献的基础上, 对页岩气的基本地质特征进行研究, 并分析不 同 颗粒尺寸下的页岩气渗流情况, 为页岩气的开发提供指导和参考。
天然裂缝和基质孔 隙是 页岩储层 的主 要储渗 空间。其 中 直接 影响到页岩气 的资源量 。大量 的页岩气实验和开发 实践
基质孔 隙又可 以划 分为溶蚀孔 、 微裂 隙、 机质 生烃形 成的微孔 表明,它正相 关于页岩气 的生气率 。因为大量的有机质 能吸 隙、 残余原生孔隙 。 .
通的发育 的微 裂缝 , 不利于 页岩气 的保存 ; 地层水也会通过 1 . O %. 1 1 . 0 7 %之间变 化。
裂缝进入 页岩 储层 , 使气井见水 早 , 含 水上升快 , 甚至可 能暴
性水淹 。
页岩气的成藏 离不开有机质 的成熟度 ,据经验统计成熟
度基本要求为 R o> 1 . 3 %。我 国的页岩气储层 中有机质的成
附更多的天然气 , 形成更多的微孔隙空间。
美国 Ne w Al b a n y页岩和 A n t r i m 页岩含有超过 2 0 %T O C
微 裂缝是影 响页岩气产 能的重要 因素 , 也进 一步加剧 了
开采页岩气 的难度和复 杂成都 。一方面 , 发 育的微裂缝在提 含量部分、 B a r n e t t 页岩平均有 机碳含量 为平均 4 . 5 %。在 我国 根据调研和统计资料发现龙马溪 组的 T O C含 量一 供储 渗空间给 页岩气 的同时, 还方便 了吸 附态天然气 的解析 , 四川盆地, . 5 l %而 小 于 4 . 8 8 %、筇 竹 寺 组 的 T OC 含 量 在 并成为页岩气 运移 、 开采 的通 道 。另一方 面,与大型断裂连 般 大 于 0

气体渗流机理

气体渗流机理

页岩气渗流机理页岩气是指那些聚集在暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气。

它与常规天然气的理化性质完全一样,只不过赋存于渗透率、孔隙度极低的泥页岩之中,气流的阻力比常规天然气大,很大程度上增加了页岩气的开采难度,因此被业界归为非常规油气资源。

页岩自身的有效孔隙度很低,页岩气藏主要是由于大范围发育的区域性裂缝,或热裂解生气阶段产生异常高压在沿应力集中面、岩性接触过渡面或脆性薄弱面产生的裂缝提供成藏所需的最低限度的储集孔隙度和渗透率。

通常孔隙度最高仅为4% ~5%,渗透率小于1×10-3μm 。

页岩气藏有特殊的产气机制。

与常规低渗气藏不同,天然气在页岩中的流动主要有4种机理,这4种机理覆盖了从分子尺度到宏观尺度的流动。

主要表现为游离气渗流、解吸附、扩散和自吸。

第一 ,由于气体滑脱效应的存在 ,游离气在有机质和无机质基岩中的流动属非达西渗流,但在天然或水力裂缝中的流动为达西渗流。

第二,有机质上的吸附气对渗透率有不利的影响,这是由于有机质的天然气吸附层对天然气分子的引力增大所致,但是,如果有机质不属于多孔介质,仅作为连接基质孔隙或为裂缝之用,那么,在生产时,远离孔隙和裂缝的吸附气只能沿有机质表面易扩散的方式进行运移。

如果有机质属于多孔介质,部分吸附气能够直接释放进入有机质孔隙,并且,这样会使扩散的重要性被减弱 。

第三,自吸作用是当压裂水在致密气藏流动时发生的一种现象,在页岩储层压裂时,由于自吸作用和重力分异作用,导致压裂水的返排率不足50% 。

因此,气水两相在裂缝中共同流动时,往往气在裂缝的上部流动,此时,在裂缝的下部留有大量的水。

在钻井液和增产措施作业水的冷却作用下,储层接触面附近会聚集更多的束缚水,因而也会恶化自吸现象的影响。

1 Langmuir 单分子层吸附状态方程假定固体表面是均匀的,对气体分子只做单分子层吸附.设气体的压力为p,未被气体分子吸附的表面积百分数为θ.气体分子吸附的速度与气体的压力成正比,也与未被气体分子吸附的表面积成正比,则吸附速度a R cp θ=式中,c 为比例系数.气体脱附的速度与吸附气体分子所覆盖的表面积的百分数成正比,也与被吸附的气体分子中那些具备脱离表面逸向空间所需能量的分子所占的比例成正比.设吸附气体分子所覆盖的表面积的百分数为θ,设εa 为脱离表面逸向空间所需的最低能量,即吸附热εa,被吸附在表面的总分子数为Na,其中能量超过εa 的分子数为N*a,则有/*/a k Taa NN feε=式中,f 为比例系数;k 为玻尔兹曼常数.则脱附速度/a k Td R de εθ=式中,d 为比例系数达到吸附平衡时,吸附速度应等于脱附速度,即Ra= Rd,所以/0a kTcp d eεθθ=未被气体分子吸附的表面积百分数θ0与吸附气体分子所覆盖的表面积的百分数θ之和应等于1,即01θθ+=. 可得单分子层吸附方程1bpbp θ=+ 式中,/a kTc bd eεθ=如果以Q 表示单位固体表面上吸附的气体的量,a 表示单位固体表面上饱和吸附气体的量,则Langmuir 方程转化为常用的形式:1abpQ bp =+在压力很低时,上式分母中的bp 相对于1可以忽略不计,吸附气体量Q 与压力p 成正比;在压力很高时, 上式分母中的1相对于bp 可忽略不计,吸附气体量Q 达到饱和,即发生饱和吸附。

页岩气渗流特征及压裂井产能_宋洪庆

页岩气渗流特征及压裂井产能_宋洪庆

n
∑ j = 1, j≠ i
xi Nj - xj Ni Ni - = D i, De k ij
(
)
Δ
(D
)
( 3)
( 5)
( 6)
p) 2 = ( 7)
第2 期
宋洪庆等: 页岩气渗流特征及压裂井产能
· 141·
且页岩储层稳定时地 气层平均压力下对应的 μZ 值, 层压力的控制范围最大, 因此极坐标系下页岩稳定 渗流时的基本微分方程为 d2 p 1 d p ( μD k + kp) + r dr d r2
Characteristics of gas flow and productivity of fractured wells in shale gas sediments
2) SONG Hongqing1) ,LIU Qipeng1, ,YU Mingxu1) ,WU Peng3) ,ZHANG Yu1)
2






第 36 卷
流动规律的应用具有局限性, 产能评价等开发关键 技术也有待突破, 这严重制约了页岩气藏的规模开 发和商业化进程. 为此, 本文考虑含纳米孔隙页岩 [10 ] 储层特征 , 依据分子运动理论和扩散理论, 对页 岩气渗流规律进行理论分析, 建立适用于多尺度介 质的气体运动方程和页岩气输运数学模型 , 得到径 向流条件下的压力分布公式, 形成页岩气井生产控 制区域计算方法, 建立压裂井三区耦合非线性渗流 产能方程, 为页岩气能源的高效开发提供理论依据 .
8 RT . ( 2) πM m; M 为气体分子摩尔质 式中: d pore 为孔隙介质直径, Dk =
d pore 3

新型页岩气产能预测研究

新型页岩气产能预测研究
透率 的概念简化 了方程 , 同时也给出了一个新的二维偏微分 方程的解 法。
1 渗 流机 理
页岩非常致密 , 页岩气藏 的渗透率大约 1 O一 5 m , 属 于
超低渗透率 , 使得页岩气的渗流非常复杂 。页岩气的孔 隙度
大约 2 %一 5 %_ 1 . 2 J , 孑 L 隙大小的不均匀也加剧 了渗流过程描 述的难度。由于页岩气渗流 的低孔渗 、 多尺度 、 低孔 度 , 其 渗

3 6・
山 东 化 工 S H A N D 0 N G C HE MI C A L I N D U S T R Y
2 0 1 4年第 4 3 卷
新 型 页 岩气 产 能预 测研 究
余 友, 蔡 小聪 , 熊友 明
6 0 5 0 0 ) ( 西南石 大学油气 藏地 质及 开发 工程 国家重点实验室 , 四J I 成都
流机理有别于常规天然气 , 考 虑常规 双重介质 模型 , 其
图 1 双重介质模型示意 图
在基质微孔隙或吼道 中流动 时 , 页岩气在 滑脱 、 扩 散流 的过程 中伴有“ l a n g m u i r ” 等 温吸附 与解吸 附现象
的质量守恒方程为 :
渗流过程分为 4个 阶段 : ( 1 ) 在压差的作用下 , 页岩气在基质 中解析 ; ( 2 ) 在浓度差的作用下 , 解析气在基质扩散 ; ( 3 ) 在浓度差的作用下 , 解析气从基质扩 散到裂缝 ; ( 4 ) 在压差的作用下 , 页岩 气在人 工裂缝 和天然 裂缝 中 渗 流。
法——在页岩气双重介质模型的基础上 , 考虑吸附、 扩散和裂缝 中的达西渗流 , 建立相应 的渗流方程组 , 用 ma l f a b对方程组进行求

页岩储层压裂液渗吸及返排机理研究进展

页岩储层压裂液渗吸及返排机理研究进展

第49卷第11期 当 代 化 工 Vol.49,No.11 2020年11月 Contemporary Chemical Industry November,2020基金项目:“十三五”国家科技重大专项,涪陵页岩气水平井多段压裂效果与生产规律分析研究(项目编号:2016ZX05060-007)。

收稿日期: 2020-03-12页岩储层压裂液渗吸及返排机理研究进展屈亚光,巩旭,石康立,刘一凡,马国庆,王啸(长江大学 石油工程学院,武汉 430100)摘 要:中国页岩气可采资源量排名世界前列,但由于页岩气存在于致密的储层中,很难使用常规技术将其开采,需要经过大规模的压裂才可以得到较为可观的产量。

一般而言,页岩气的产量应与压裂液的返排量呈正相关。

然而,实际生产过程中普遍出现“万方液,千方砂”,甚至返排率越低产量越高的现象,这与理论分析结果相差较大。

通过调研前人文献,发现其主要是利用不同TOC 含量的岩样在常温常压下进行压裂液的渗吸与返排实验,并通过分析实验数据得出了储层岩石的含水饱和度、毛管压力、流体物性、润湿性等因素均会对压裂液的渗吸与返排产生不同程度的影响。

若能揭示压裂液在不同页岩储集层中的渗吸和返排机理,将会对优化页岩水平井设计和提高页岩气产量有很好的指导意义。

关 键 词:页岩气;压裂;渗吸;返排中图分类号:TE349 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2020)11-2532-04Research Progress of Imbibition and Backflow Mechanism ofFracturing Fluids in Shale ReservoirsQU Ya-guang, GONG Xu, SHI Kang-li, LIU Yi-fan, MA Guo-qing, WANG Xiao(College of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan 430100, China )Abstract : China ranks top in the world in terms of recoverable shale gas resources. However, shale gas exists in tight reservoirs, making it difficult to extract using conventional techniques and requiring extensive fracturing to produce significant production. The yield of shale gas should be positively correlated with the backflow rate of fracturing fluid. In the actual production process, there is a general phenomenon of “ten thousand of liquid, thousands of sands ", and even the lower the flowback rate, the higher the output, which is quite different from the theoretical analysis results. On the basis of researching the literatures, it was found that permeability and flowback experiments of fracturing fluids were always carried out by using rock samples with different TOC contents, and the experimental data analysis has proved thatwater saturation, capillary pressure, fluid property, wettability and other factors all can affect the imbibition and backflow mechanism of fracturing fluidsto some extent. If the mechanism of percolation and flowback of fracturing fluids in different shale reservoirs can be revealed, it will be of great significance to optimize the design of horizontal shale wells and increase shale gas production. Key words : Shale gas; Fracturing; Imbibition; Backflow页岩气储层与常规油气层相比具有低孔、低渗、难开采的特点。

基于滑脱的页岩气藏压裂水平井渗流模型及产能预测

基于滑脱的页岩气藏压裂水平井渗流模型及产能预测

基于滑脱的页岩气藏压裂水平井渗流模型及产能预测郭小哲;周长沙【摘要】页岩气储层的纳米级孔隙中滑脱效应使渗流机理更加复杂,通过建立解析解模型定量分析其影响程度具有实际意义和理论价值。

以页岩气藏压裂水平井三线性渗流理论为基础,通过分析滑脱对渗透率影响规律及计算关系,构建了考虑滑脱渗流的数学模型,并对模型进行求解,得到了可用于现场生产预测的压裂水平井产能方程;根据对渗透率增加幅度和产量增加值界定了受滑脱效应影响孔隙阈值;应用所建立模型通过实例计算分析了不同孔隙直径、不同生产压差下滑脱效应分别对产能的增加值,定量地评价了滑脱效应的影响程度,结果表明初期产能增加值可达到1500 m3/d,后期生产也可达到400 m3/d。

因此,当页岩气储层孔隙较小进行产能预测时滑脱效应需要被考虑,以便更能科学全面地反映其渗流规律。

%The slippage effect in nano-level pores in shale gas reservoirs makes the seepage mechanism even more complex, and that an analytical solution model was built to quantitatively analyze its inlfuence is of practical signiifcance and theoretical values. Based on trilinear seepage theory for fractured horizontal wells in shale gas reservoirs and analyzing the law of slippage effect on permeability and its calculating relations, a mathematical model was built taking into account the slipped seepage, and a solution was made on the model to obtain an equation of fractured horizontal well productivity, which can be used to forecast the well production. The pore threshold affected by slippage effect is deifned based on the increase range of permeability and the value of production increase. The model was used, through example calculations, to analyzethe slippage effect on the increase of productivity under different pore diameters, different production pressure differential, and quantitatively evaluate the magnitude of slippage effect. The result shows that the initial productivity may reach 1 500 m3/d, and the production at later stage may also reach 400 m3/d. Therefore, the slippage effect should be taken into consideration in productivity forecast when the pores of shale gas reservoir are small, as to relfect its seepage regularity more scientiifcally and comprehensively.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P61-65)【关键词】页岩气;滑脱;压裂;水平井;产能;渗流【作者】郭小哲;周长沙【作者单位】中国石油大学北京石油工程学院,北京102249;中石化东北石油局,吉林长春 130062【正文语种】中文【中图分类】TE37天然气在微孔隙中流动时会存在滑脱效应,特别是在以纳米孔隙为主的页岩储层中,滑脱对渗流规律的影响较大,若忽略滑脱效应而仅用岩心的物理渗透率来进行渗流规律的计算将会出现产量偏小的可能,导致分析的不全面甚至不正确。

页岩气研究综述成藏机理储层性质渗流机理吸附机理含气性分析及主要开发技术

页岩气研究综述成藏机理储层性质渗流机理吸附机理含气性分析及主要开发技术

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储层性质及页岩气渗流
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页岩气开发主要技术研究
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五、页岩气开发主要技术研究
主要技术
页岩气开采技术,主要有水平井+多段压裂技术、清水压裂技术、 重复压裂和近期出现的最新压裂技术——同步压裂技术,这些 先进技术不断提高页岩气井产量。虽然有吸附与游离相天然气 的同时存在,但页岩气的开发并不需要排水降压。页岩中游离 相天然气的采出,能够自然达到降压目的,并导致吸附相及少 量溶解相天然气游离化,进一步提高了天然气的产能,实现长 期稳产目的。由于孔隙度和渗透率较低,页岩天然气的生产率 和采收率亦低,页岩气的最终采收率依赖有效的压裂措施。因 此,压裂技术和开采工艺直接影响页岩气井的经济效益。
该井6月3日开钻,7月15日钻至1777.77米完钻。垂深 613.58米,水平段长1022.52米,水平段气显示良好, 3次点火成功,展示了建南浅层页岩气勘探的良好前 景。
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二、国内外页岩气开发和研究现状
研究现状
目前有关页岩气的研究,绝大多数集中在页岩气的地质理论上, 包括成藏、储层特征等方面。
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多级压裂特点就是多段压裂和分段压裂,它可 以在同一口井对不同的产层进行单独压裂
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2 水力压裂关键因素
页岩气开发水力压裂原理就是利用储层的天然或诱导裂缝系统,使用含有各种添加剂的压裂 液在高压下注入地层,是储层裂缝网络扩大,并依靠支撑剂支撑裂缝,从而改善储层裂缝网 络系统,达到增产目的。
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五、页岩气开发主要技术研究
重复压裂技术
所谓重复压裂技术是指同层第二次的或更多次的压裂,即第一次 对某层段进行压裂后,对该层段再进行压裂,甚至更多次的压 裂。要使重复压裂处理获得成功,必须在压裂后,能够产生更 长或者导流能力更好的支撑剂裂缝,或者使作业井能够比重复 压裂前更好的连通净产层。实现这些目标需要掌握更多关于储 层和生产井状况资料,以便了解重复增产处理获得成功的原因, 并以此为基础改进以后的处理。评估重复压裂前、后的平均储 层压力、渗透率厚度成绩和有效裂缝长度与倒流的能力,能够 使工程师们确定重新压裂前生产井产能不好的原因,以及重复 压裂成功或失败的因素。

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》

《火山岩气藏复杂渗流机理研究》篇一一、引言火山岩气藏作为全球天然气资源的重要组成部分,其复杂的渗流机理一直是国内外学者研究的热点。

火山岩气藏的储层特征、地质构造和渗流过程等均具有独特性,因此对其复杂渗流机理的研究对于提高采收率、优化开发策略和保障能源安全具有重要意义。

本文旨在探讨火山岩气藏复杂渗流机理,以期为相关领域的研究和实践提供参考。

二、火山岩气藏的储层特征火山岩气藏的储层主要由火山岩组成,具有多孔、多裂隙的特点。

这些孔隙和裂隙为天然气的储存和渗流提供了空间。

火山岩的成分、结构、孔隙度和裂隙发育程度等因素均会影响气藏的储集性能和渗流特性。

此外,火山岩气藏还受到地质构造、成岩作用和后期改造等因素的影响,使得其储层特征更加复杂。

三、复杂渗流机理分析1. 渗流过程的多尺度性火山岩气藏的渗流过程涉及微观和宏观多个尺度。

在微观尺度上,气体分子在孔隙和裂隙中的扩散、吸附和解吸等过程对渗流产生影响;在宏观尺度上,气藏的整体流动、压力分布和产量变化等也具有重要影响。

多尺度渗流过程的相互作用使得火山岩气藏的渗流机理更加复杂。

2. 裂隙网络的非均匀性火山岩中的裂隙网络具有非均匀性,包括裂隙的分布、连通性和大小等。

这些非均匀性导致气体在裂隙网络中的流动具有复杂性和不稳定性。

此外,裂隙的张开度和渗透率也会随压力变化而发生变化,进一步增加了渗流的复杂性。

3. 地质构造和成岩作用的影响地质构造和成岩作用对火山岩气藏的渗流机理具有重要影响。

地质构造决定了气藏的形态和边界条件,而成岩作用则会影响储层的孔隙度和裂隙发育程度。

这些因素共同决定了气体在气藏中的流动路径、压力分布和产量变化等。

四、研究方法与进展针对火山岩气藏复杂渗流机理的研究,学者们采用了多种方法,包括实验研究、数值模拟和理论分析等。

实验研究主要通过制备火山岩样品,模拟实际地质条件下的渗流过程,以揭示其渗流特性。

数值模拟则利用计算机技术建立数学模型,对火山岩气藏的渗流过程进行模拟和分析。

页岩气储层多级压裂水平井非线性渗流理论研究

页岩气储层多级压裂水平井非线性渗流理论研究

页岩气储层多级压裂水平井非线性渗流理论研究一、本文概述本文旨在深入研究和探讨页岩气储层多级压裂水平井的非线性渗流理论。

随着全球能源需求的持续增长,页岩气作为一种重要的清洁能源,其开发和利用受到了广泛关注。

然而,页岩气储层具有低孔、低渗、非均质性强等特点,使得其开发面临诸多挑战。

因此,研究页岩气储层的多级压裂水平井非线性渗流理论,对于提高页岩气开采效率、降低开采成本、实现页岩气资源的可持续利用具有重要的理论和实践意义。

本文首先对页岩气储层的基本特性进行概述,包括其地质特征、储层物性、渗流特性等。

然后,详细介绍多级压裂水平井的基本原理和技术特点,包括压裂设计、裂缝扩展、裂缝网络形成等过程。

在此基础上,重点研究非线性渗流理论在页岩气储层多级压裂水平井中的应用,包括渗流模型的建立、求解方法的选择、渗流规律的揭示等。

本文还将探讨非线性渗流理论在页岩气储层多级压裂水平井中的实际应用,包括渗流模拟、产能预测、优化决策等方面。

通过实际案例的分析和模拟,验证非线性渗流理论的有效性和可靠性,为页岩气储层的开发提供理论支持和技术指导。

本文还将对页岩气储层多级压裂水平井非线性渗流理论的发展趋势进行展望,以期为未来页岩气资源的开发和利用提供新的思路和方法。

二、页岩气储层渗流特性分析页岩气储层是一种典型的低孔低渗储层,其渗流特性相较于常规储层具有显著的不同。

页岩气储层中,由于页岩的微观结构复杂,裂缝和孔隙分布不均,使得气体在储层中的流动变得极为复杂。

因此,深入研究页岩气储层的渗流特性,对于提高页岩气开采效率和优化开采工艺具有重要意义。

在页岩气储层中,气体的流动主要受到基质渗透率、裂缝渗透率、裂缝间距、裂缝开度以及气体物理性质等多种因素的影响。

其中,基质渗透率是页岩气储层渗流特性的重要参数之一。

由于页岩的微观结构复杂,基质渗透率往往较低,这限制了气体在基质中的流动能力。

而裂缝渗透率则相对较高,是气体在页岩气储层中流动的主要通道。

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