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页岩储层裂隙渗透率模型和试验研究 被引量：17
1
作者 张宏学 刘卫群 朱立 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期719-729,共11页
页岩储层的裂隙渗透率是评价页岩气开采的重要参数,基于裂隙法向刚度的概念,考虑页岩储层变形过程中裂隙系统和基质系统之间的相互作用以及页岩气解吸引起的体应变,提出了与有效应力相关的页岩储层的渗透率模型。然后分别分析了页岩气... 页岩储层的裂隙渗透率是评价页岩气开采的重要参数,基于裂隙法向刚度的概念,考虑页岩储层变形过程中裂隙系统和基质系统之间的相互作用以及页岩气解吸引起的体应变,提出了与有效应力相关的页岩储层的渗透率模型。然后分别分析了页岩气藏在单轴应变和常体积条件下的渗透率模型,分析表明,单轴应变和常体积条件下(3个方向的总应变都为0)的裂隙渗透率模型完全一致。采用脉冲衰减渗透率仪测试了煤系页岩的裂隙渗透率,当有效应力从0.7 MPa增加到14.5 MPa时,渗透率从41.81×10-17m2降到5.43×10-17m2。为了阐述渗透率模型的有效性,利用煤系页岩的渗透率数据对有效应力-渗透率模型进行拟合。结果表明,当裂隙的法向刚度、张开度和煤系页岩的初始渗透率分别为57 922.5 MPa/m、0.000 17 m和50.15×10-17m2时,有效应力-渗透率模型和煤系页岩的渗透率拟合程度较好。然后利用现场渗透率数据对该模型进行拟合,结果表明,当裂隙的法向刚度和张开度的关系符合反比例函数时,拟合程度非常好。该渗透率模型适合于单轴应变、常体积和常围压条件,可用于描述页岩气开采过程中页岩储层裂隙渗透率随孔隙压力的变化规律。同时,该渗透率模型和P&M模型以及S&D模型进行了比较,结果表明,该渗透率模型的拟合结果与S&D模型基本一致,但与P&M模型存在一定的差别。 展开更多
关键词 煤系页岩 基质收缩 双重孔隙介质 裂隙渗透率 裂隙法向刚度
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增强型地热系统采热性能评价——以共和盆地恰卜恰地区干热岩储层为例 被引量：10
2
作者 单丹丹 李玮 +3 位作者 闫铁 李卓伦 逯广东 张弦 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期150-160,共11页
增强型地热系统(EGS)是从干热岩储层中提取热能的有效手段,准确评价其采热性能对于提高系统的取热效率、延长取热寿命等具有重要意义。为此,以共和盆地恰卜恰地区干热岩储层为研究对象,基于COMSOL Multiphysics建立了表征EGS水热耦合的... 增强型地热系统(EGS)是从干热岩储层中提取热能的有效手段,准确评价其采热性能对于提高系统的取热效率、延长取热寿命等具有重要意义。为此,以共和盆地恰卜恰地区干热岩储层为研究对象,基于COMSOL Multiphysics建立了表征EGS水热耦合的数值模型,采用整体间接耦合的方式,分别对注入井井筒、含裸眼段裂隙网络热储层及采出井井筒进行瞬态流动传热耦合模拟,并对比分析了裂隙渗透率等参数对EGS采热性能的影响。研究结果表明:(1)不考虑采出井井筒部分热损失,将导致开采初前期采出温度被高估4%~5%,不考虑裂隙网络储层流量与热量损失,将导致对采出流量与热提取速率值的评价过高;(2)增大注入流量,会使EGS维持一段时间高温高热提取率开采,但将导致储层寿命降低,提高生产压力则会降低热提取速率并增大流动阻抗,不利于热开采;(3)增大裂隙渗透率虽然能提高热提取速率,但会降低储层开采寿命;(4)当裂隙开度处于细微变化时,对系统采热效果的影响较小。结论认为,采用分段式间接耦合模拟的方式可以实现对EGS的完整性评价,进而为高温热储层商业化开采提供理论及实践依据。 展开更多
关键词 增强型地热系统 青海省共和盆地 间接耦合 采热性能 热提取速率 流动阻抗 裂隙渗透率
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应力加载对花岗岩粗糙裂隙渗透率影响规律
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作者 那金 谢康路 +1 位作者 袁可涵 袁益龙 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1810-1820,共11页
本研究选取青海共和盆地干热岩靶区储热层印支期花岗岩为目标层,利用高压流体驱替实验装置开展岩心裂隙渗流-应力耦合下循环加卸载试验,分析应力加载过程对花岗岩粗糙裂隙渗透率影响规律,并通过数值模拟技术分析实验过程中花岗岩裂隙渗... 本研究选取青海共和盆地干热岩靶区储热层印支期花岗岩为目标层,利用高压流体驱替实验装置开展岩心裂隙渗流-应力耦合下循环加卸载试验,分析应力加载过程对花岗岩粗糙裂隙渗透率影响规律,并通过数值模拟技术分析实验过程中花岗岩裂隙渗透率的演化特征.研究结果表明:(1)应力加载导致裂隙接触面产生变形,是影响裂隙渗流的主要因素,裂隙渗透率与围压呈负相关关系;(2)裂隙渗透率对不同应力加载模式敏感性存在差异;(3)在试验基础上得出数学经验公式,并通过数值模拟分析花岗岩裂隙通道内渗流演化规律,模拟结果同实验拟合较好. 展开更多
关键词 花岗岩 应力加载 裂隙渗透率 渗流-应力耦合 数值模拟 地热能源
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土酸注入速率对EGS热储层改造效果影响的实验研究 被引量：3
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作者 吴永东 鲍新华 +2 位作者 赵立新 詹远 马智法 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第11期1674-1678,共5页
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是一种通过人工形成地热储层的方法从低渗透性岩体中经济地开采相当规模深层热能的工程,对渗透率的改造体现了EGS热储层改造效果。文章进行了实验室条件下的岩心流动实验,选用4组不同土... 增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是一种通过人工形成地热储层的方法从低渗透性岩体中经济地开采相当规模深层热能的工程,对渗透率的改造体现了EGS热储层改造效果。文章进行了实验室条件下的岩心流动实验,选用4组不同土酸注入速率进行对比,根据注酸前后岩心裂隙渗透率的变化,分析研究土酸的注入速率对岩心裂隙渗透率的影响。研究结果表明,采用"高流量"的注入方式更有利于凝灰岩裂隙通道的改造。 展开更多
关键词 增强型地热系统 土酸 凝灰岩 岩心流动实验 化学刺激 裂隙渗透率
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岩体裂隙网络串并组合渗透率预测模型 被引量：3
5
作者 梁浩楠 刘卫群 宋良 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第10期19-24,共6页
由三次方定理表达形式的转变,提出新的基于两端水头差的裂隙本征渗透率概念,分别探讨了裂隙在并联和串联情况下的等效本征渗透率。继而由岩体裂隙网络中裂隙的串并联关系,提出了岩体裂隙网络串并组合渗透率预测模型,首次提出了裂隙网络... 由三次方定理表达形式的转变,提出新的基于两端水头差的裂隙本征渗透率概念,分别探讨了裂隙在并联和串联情况下的等效本征渗透率。继而由岩体裂隙网络中裂隙的串并联关系,提出了岩体裂隙网络串并组合渗透率预测模型,首次提出了裂隙网络岩体本征渗透率概念。分别应用UDEC软件和所提出的串并组合渗透率预测模型对简单"人"字形裂隙进行了分析计算,得到了完全相同的结果。对两种理论的对比分析表明,二者在解决问题时是互逆的过程。所提出的裂隙网络岩体串并组合渗透率预测模型在实际应用中较为方便简单,也为煤矿突水的预测及防治打下了基础。 展开更多
关键词 单裂隙本征渗透率 等效本征渗透率 串并组合渗透率预测模型 非连续面网络流动理论
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裂隙单元修正等效渗透率模型及其验证 被引量：3
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作者 王臻 RUTQVIST Jonny +1 位作者 左建平 戴瑛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期728-733,共6页
采用裂隙单元表征裂隙网络,引入裂隙单元等效渗透率的概念,按照流量等效的原则计算其大小,然而阶梯状裂隙单元造成渗流流程的增加,同时压差不变导致流量的减少,为解决这一问题,用裂隙在网格中的实际流程长度与裂隙迹长之比来修正裂隙单... 采用裂隙单元表征裂隙网络,引入裂隙单元等效渗透率的概念,按照流量等效的原则计算其大小,然而阶梯状裂隙单元造成渗流流程的增加,同时压差不变导致流量的减少,为解决这一问题,用裂隙在网格中的实际流程长度与裂隙迹长之比来修正裂隙单元等效渗透率,并且针对复杂裂隙网络,对其进行预处理——删除孤立裂隙、死端裂隙、孤立裂隙簇等非连通裂隙。用此修正模型对单裂隙、相交裂隙、复杂裂隙网络进行渗流数值模拟,并与理论解及离散裂隙网络模型方法渗流结果进行比较,结果显示:研究区域下游出口总流量及出口处流量分布均取得较好一致性;同时,此裂隙单元修正等效渗透率模型也能反映出裂隙岩体渗流的非均质和各向异性。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙单元等效渗透率 等效多孔介质模型 离散裂隙网络模型 裂隙岩体
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