考虑页岩气扩散的多级压裂水平井产能模型

由于存在浓度差,在多级压裂水平井中,页岩气由基质孔隙同时向天然裂缝和人工裂缝扩散.基于三孔块状模型,考虑页岩气解吸、扩散、渗流,建立页岩气多级压裂水平井产能模型;应用拉普拉斯变换,获得拉氏空间产量解,结合stehfest数值反演,绘制页岩气典型试井曲线.结果表明,考虑双扩散页岩气的流动过程分为线性流、拟稳定窜流、由基质向天然裂缝扩散、由基质向人工裂缝扩散和边界控制流5个主要流动阶段;拟稳态扩散条件下,压力导数受孔隙体积倍数变化影响敏感;扩散系数越大,气体扩散越早;兰格缪尔参数越大,气体解吸和供气能力越强;压裂级数越多,窜流系数越大,天然裂缝向人工裂缝窜流越早.通过与实际生产数据拟合,验证模型合理性,研究结果对认识页岩气藏压裂水平井产能递减规律、预测产能及优化压裂参数具有参考意义.     

基于流场仿真的碳/碳复合材料CVD过程中的沉积现象

为研究反应气的流场分布对航天用碳/碳复合材料生产过程中化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)沉积效果的影响,采用三维仿真模型,模拟2种构型的立式反应炉中反应气体的流动过程,并建立了全组分扩散模型来描述CVD过程中气体分子间的扩散过程.结合2种构型反应炉的实际生产结果,提出了在CVD反...     

泥页岩吸附气能力评价模型——以黔南坳陷牛蹄塘组吸附气含量为例

为了定量表征泥页岩储层吸附气的能力,选取黔南坳陷黄页1井牛蹄塘组泥页岩样品为研究对象.在泥页岩样品有机碳分析、X衍射全岩分析和等温吸附实验的基础上,建立泥页岩储层有机质、黏土矿物和其它矿物等3种组分吸附气评价模型.通过计算有机质、黏土矿物和其它矿物吸附气的能力,定量评价泥页岩储层吸附气能力.研究结果表明:黔南坳陷下寒武统牛蹄塘组下部泥页岩中有机质、黏土矿物和其它矿物吸附气能力分别为36.98m3/t,3.05m3/t和0.35m3/t,它们吸附气能力各相差10倍左右;该模型可以计算埋深相近的同一套泥页岩储层中有机质、黏土矿物和其它矿物等3种组分对页岩气的吸附能力,进而定量评价泥页岩储层吸附气能力.     

核磁共振技术在页岩游离气计算中的应用

相较于煤层气,游离气在页岩气中所占比例较大,以测定吸附气含量为主的煤层气含气量测定方法不能完全适用于页岩气。通过分析页岩核磁共振实验结果,研究页岩孔隙特征。结合样品体积、密度等,利用页岩孔隙度、流体丰度等数据计算样品中储气空间的大小,而后根据气体偏差因子、储层压力、储层温度计算标准状态下页岩游离气含量,计算样品中含水饱和度、含气饱和度、含油饱和度等参数。在实验过程中,对核磁共振实验初始状态及浸泡状态实验进行优化,提高数据的准确性和可靠性。     

页岩储层流体赋存状态及其地质主控因素分析 ——以涪陵龙马溪组页岩气为例

厘清页岩储层赋存流体类型及其地质主控因素对于页岩气开发工作而言尤为重要。通过紧密结合涪陵页岩气勘探开发实践,依托室内分析和现场生产数据,查明了页岩储层中赋存页岩气和地层水,页岩气主要包含了吸附气和游离气,地层水则主要以束缚水的状态赋存于页岩储层中,矿物类型及构造保存条件控制了页岩储层赋存流体类型及赋存量。     

页岩的气体解析特征及地球化学认识——以鄂尔多斯盆地中南部长7段页岩为例

鄂尔多斯盆地中南部地区发育含气的长7段页岩.为了充分认识长7段页岩气的生成过程、运移过程以及成藏演化过程,以气体化学与同位素化学相结合为手段,研究了不同气体组分及其同位素在解析过程中的含量变化,认为在页岩气的解析过程中,甲烷的含量逐渐降低,重烃气的含量逐渐升高,气体的干燥系数降低;甲烷的碳同位素逐渐增重,重烃气的碳同位素变化不明显.研究结果表明:解析过程中,二氧化碳体积分数变化范围为0.53%~5.15%,氮气体积分数变化范围为1.24%~4.64%,气体干燥系数在0.43~0.82之间,甲烷碳同位素变化范围为-51.6‰~-33.9‰.基于长7段页岩的气体解析特征,得出长7段页岩气为腐泥型母质生成的油型热解气;长7段页岩对二氧化碳的吸附能力最强,对甲烷的吸附能力次之,对氮气的吸附能力最弱;烷烃气体中,气体的分子体积越小,其在页岩内部的初次运移能力越强;页岩中,吸附态、溶解态及游离态3种赋存相态的页岩气在地质历史过程中不断转化与调整;长7段页岩的平均含气量大致为1.90m3/t.     

页岩气藏双渗透模型解的结构

根据页岩气渗流理论，针对解析吸附、扩散、滑脱以及渗流等复杂的渗流问题，分别从仅考虑基质孔隙滑脱效应、考虑基质微孔隙滑脱效应和气体扩散2种因素以及综合考虑基质微孔隙应力敏感、滑脱效应和气体扩散3种因素共同作用的3个角度出发，建立以考虑解析吸附为前提的页岩气渗流方程；结合3种外边界条件(封闭、定压、无穷大)、初始条件和内边界条件，构成页岩气渗流模型。通过无因次变换和Laplace变换，将该页岩气渗流模型非线性形式转化为常微分方程的定解问题，得到该模型在Laplace空间下的解，并对其进行深入研究与分析，发现该模型的解式之间具有相似结构。这不仅极大地便利了试井分析软件的编制，而且避免了繁琐冗长的计算过程，提高了计算效率，对页岩气产能模型的建立也具有指导意义。     

页岩气储层矿物组分测井分析方法

页岩气藏一般发育在暗色泥页岩、高碳泥页岩及其间所夹砂质、粉砂质岩类地层中,页岩气储层识别与划分以及矿物组分计算,是页岩气储层测井评价中的关键内容.目前国内外页岩气储层测井评价中,一般采用常规测井、元素俘获能谱测井(ECS)、自然伽马能谱测井(NGS)和岩性密度测井等资料来计算页岩的矿物组分.它们不仅为页岩气储层矿物组分问题的解决提供了有效手段,而且对我国页岩气的勘探开发具有一定的借鉴作用.     

页岩气基质纳米通道流动模拟研究

结合活性炭表面扩散系数计算原理,建立页岩气在纳米孔道中的流动方程。模拟结果表明:通道半径为0~8nm,通道中以吸附气的表面扩散为主,压力的影响可忽略不计;通道半径大于10 nm时,表面扩散通量相对较少,压力的影响不可忽略;当通道半径高于50 nm时,自由分子流动通量可以达到99%,压力是气体分子传输速度的主要影响因素。     

页岩储层动态表观渗透率演化机制

为探究页岩储层中的气体传输机理,基于合理描述各种传输机理权重系数的重要性,采用将连续流动和克努森扩散权重叠加的方法,考虑表面扩散、有效应力和气体吸附,建立页岩气体传输模型.结果表明：新建模型的计算值和试验值基本一致,其理论适用性及数据匹配均优于传统模型和Wang模型;有效应力不变时,随孔隙压力升高,页岩表观渗透率降低;孔隙压力不变时,有效应力越大,页岩表观渗透率越小;随裂隙压缩系数增大,页岩表观渗透率减小;吸附变形对孔隙率及渗透率的作用更明显,其对渗透率改变的贡献较大;在低压或小孔径条件下,克努森扩散对气体传输影响较大.