纳米尺度下页岩储层气体渗流动态特征

页岩储层孔隙结构复杂，孔隙直径小，纳米级孔隙普遍发育，大量的页岩气是以吸附态储存在页岩中。页岩气开采时，由于地层压力的下降和吸附气解吸会引起孔隙结构改变，从而使页岩渗流特征产生动态变化，渗透率的大小也随之改变。利用Beskok-Karniandakis模型和Polanyi吸附理论并结合毛细管理论模型，建立了考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率计算模型。利用该模型进行计算并分析了应力敏感和吸附对页岩表观渗透率的影响，计算得出：①应力敏感效应会明显降低页岩的表观渗透率。②当孔隙半径小于2 nm时，在开发初期压力较高(大于10 MPa)时，孔径越小，吸附气对表观渗透率影响程度越大; 在开发后期压力较低(小于6 MPa)时，孔径越小，滑脱效应和自由分子流动效应对表观渗透率增加程度越大。③当孔隙半径小于4 nm时，吸附对表观渗透率的影响占主导地位，当孔隙半径大于4 nm时，应力敏感对表观渗透率的影响占主导地位。