【7A文】页岩气藏渗流机理及压裂井产能评价.pptx

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1、页岩气藏渗流机理及压裂井产能评价杨亮页岩气页岩气：是指主体上以吸附和游离状态存在于低孔隙度、特低渗透率,富有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩层系中的天然气。页岩气储层特征页岩气藏是典型的自生自储型低渗气藏，气藏中的气体主要以吸附态储存在页岩基质颗粒表面或游离态储存于孔隙和裂缝中。页岩气渗流机理1.裂缝中游离气向井底流动，裂缝中压力降低2.在压降的作用下，页岩气由基质向内表面解吸3.在浓度差作用下，页岩气由基质向裂缝中扩散4.在流体势作用下，页岩气遵循达西定律流向井筒页岩气渗流机理页岩气渗流模型页岩气与常规天然气藏最主要区别是页岩气主要以吸附状态储存于页岩基

2、质中。建立单分子层吸附方程，即Langmuir方程：—Langmuir体积（吸附气的最大体积），；吸附量，；—Langmuir压力（吸附量达到最大吸附量的50%的压力），Mpa。页岩脆性较强，外力作用下易形成天然裂缝和诱导裂缝，通常将页岩气藏简化成双重介质孔隙结构模型。考虑页岩气解吸特性，利用点源法推导了考虑页岩气解吸的压裂井数学模型。运用质量守恒和达西定律，获得在页岩裂缝中气体流动方程页岩气渗流模型连理上述两式可得：页岩气渗流模型相关定义：拟压力；基质综合压缩系数；无因次时间；无因次半径；窜流系数；无因次厚度；页岩气渗流模型相关定义：弹性储容比。页岩

3、气渗流模型页岩气渗流模型点源函数渗流方程及边界条件对方程组求解，运用叠加原理和镜像反映得到上下边界为不渗透边界的连续点源解：页岩气渗流模型页岩气的吸附与解吸机理页岩气井的生产寿命通常比较长，部分甚至高达30年，产量年递减率一般小于5%（多数为2%～3%）认为页岩气井稳产期较长的原因与储层吸附气含量密切相关，页岩气后一阶段生产的天然气主要来自基质中的吸附气。页岩气的解吸机制也是决定页岩气资源量至关重要的因素。页岩气的解吸机理在某种程度上来说，与煤层气的解吸机理是相同的。在页岩层中，页岩气在页岩中大部分以物理吸附状态赋存，页岩表面分子与甲烷分子间作用力为范

4、德华力。页岩气的解吸是吸附的逆过程，处于运动状态的气体分子因温度、压力等条件的变化，导致动能增加而克服引力场，从页岩中脱离成为游离相，发生解吸。页岩气的吸附与解吸机理页岩气的吸附与解吸机理页岩气的开采通常采用人为的排水-降压的方式，打破能量平衡而形成甲烷气被动解吸的过程。参考煤层气解吸率一般在40%左右，多小于70%，页岩气解析率应该略大于煤层气。解析率主要与层位含气量和储层压力等因素有关；通常认为,页岩孔隙孔容和比表面积的增大,会降低解吸率。当页岩气藏投入开发，初期产量来自页岩的裂缝和基质孔隙，随着地层压力降低，页岩中的吸附气逐渐解吸，进入储层基质中

5、成为游离气，经天然和诱导裂缝系统流入井底，吸附气的解吸是页岩气开采的重要机制之一。页岩气的解吸与页岩中泥质含量，页理发育程度有关，泥质含量越高，页理越发育，解吸率也就越高。页岩气的吸附与解吸机理产能评价及影响因素产能评价及影响因素产能评价及影响因素产能评价及影响因素产能评价及影响因素产能评价及影响因素产能评价及影响因素总结1.页岩气藏是自生自储型低渗气藏，气藏中的气体主要以吸附态储存在页岩基质颗粒表面或游离态储存于孔隙和裂缝中；2.页岩气渗流机理为由基层表面解析，向裂缝中扩散，最后流向井底；3.考虑页岩气吸附特性，建立页岩气在裂缝中流动的渗流模型；4.

6、通过对渗流模型的分析，得出产能的影响因素；5.进行产能评价，包括页岩的解吸特性，使得气井产量递减更慢且生产时间更长；Langmuir体积越大，压力传播越慢，产量递减越慢；Langmuir压力越小，压力传播越慢，产量递减越慢等。