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页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输机理及流态实验 被引量：7
1
作者 刘杰 张永利 +2 位作者 胡志明 李英杰 杨新乐 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期87-95,共9页
为了探究页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输方式、机理、气体流态,以及页岩表观渗透率的合理表示方法,首先基于前人的研究成果,从微观和宏观的角度综合分析了页岩纳米孔隙中气体的质量传输机理;然后通过开展致密页岩中气体渗流实验... 为了探究页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输方式、机理、气体流态,以及页岩表观渗透率的合理表示方法,首先基于前人的研究成果,从微观和宏观的角度综合分析了页岩纳米孔隙中气体的质量传输机理;然后通过开展致密页岩中气体渗流实验,对纳米孔隙中气体的真实流态进行了分析,讨论了孔隙尺寸、压力等参数对页岩渗透率的影响;进而对不同页岩表观渗透率模型进行了比较,探讨了其合理的表示方法。研究结果表明:(1)页岩纳米孔隙中游离气质量传输方式主要为滑脱流、努森扩散及斐克扩散,吸附气质量传输方式主要为表面扩散,气体流态为滑脱流或过渡流,不存在连续流,并且孔隙越小、压力越低,滑脱流越弱,努森扩散越强;(2)在相同的实验条件下,Darcy渗透率最低,B-K表观渗透率和Civan表观渗透率非常接近,Klinkenberg表观渗透率居中,APF表观渗透率与Wu表观渗透率最高且出现了曲线交替;(3)在Wu表观渗透率中,滑脱流在滑脱区和过渡区都是气体质量主要的传输方式;(4)在APF表观渗透率中,滑脱流是滑脱区气体质量主要的传输方式,而努森扩散则是过渡区气体质量主要的传输方式。 展开更多
关键词 页岩气 储集层 纳米级孔隙 气体质量传输 气体流态 表观渗透率模型 滑脱流 努森扩散 斐克扩散
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考虑页岩缝宽动态变化的微裂缝气体质量传输模型 被引量：1
2
作者 曾凡辉 彭凡 +2 位作者 郭建春 钟华 向建华 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期237-246,共10页
页岩气藏普遍发育有微裂缝,降压生产时应力敏感引起的微裂缝宽度变化将会显著影响页岩气的质量传输。综合考虑页岩气体在微裂缝中传输时的滑脱效应、克努森扩散和表面扩散等影响因素,运用弹塑性力学、解吸附理论,建立了考虑页岩微裂缝... 页岩气藏普遍发育有微裂缝,降压生产时应力敏感引起的微裂缝宽度变化将会显著影响页岩气的质量传输。综合考虑页岩气体在微裂缝中传输时的滑脱效应、克努森扩散和表面扩散等影响因素,运用弹塑性力学、解吸附理论,建立了考虑页岩微裂缝缝宽动态变化的气体质量传输模型,并应用分子模拟验证了模型的可靠性。在此基础上,研究了页岩储层微裂缝中气体质量传输规律和不同传输机理对气体质量传输的贡献。结果表明:①该模型能够很好地反映微裂缝中共存的连续流动、滑脱流动以及克努森流动等多种流态。②地层压力大于3.4MPa时,缝宽变化导致气体传输能力下降,下降后的传输能力最小仅为未考虑缝宽变化时的0.45倍;地层压力小于3.4MPa时,缝宽变化使气体传输能力增大,增大后的传输能力最大为未考虑缝宽变化时的4.5倍。③气体质量传输能力与裂缝压缩性呈负相关,而与岩石杨氏模量、泊松比呈正相关;地层压力小于4MPa时,气体质量传输能力与气体解吸附性呈正相关;地层压力大于4MPa时,不同解吸附性对质量传输的影响几乎一致。④表面扩散只有在纳米级别的微裂缝和低地层压力下才会对气体的质量传输产生较大影响。当表面扩散作用对气体传输贡献较小时,滑脱流动和克努森流动对质量传输的贡献呈现"此消彼长"的趋势;当表面扩散所占比重较大时,随着其比重的降低,滑脱流动和克努森流动对质量传输的贡献将先同时增加,然后"此消彼长"。 展开更多
关键词 页岩气 微裂缝 动态缝宽 气体质量传输 影响因素
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