頁巖氣藏基質(zhì)滲透率修正及試井分析方法.pdf

1、由于頁巖儲層其特殊的儲藏巖石特性、氣體貯存特性以及氣體輸運特性，導(dǎo)致其流動機理和描述方法有別于傳統(tǒng)的方法，此時基于傳統(tǒng)理論的試井和描述方法已無法實現(xiàn)對頁巖氣藏的準(zhǔn)確認識和預(yù)測。本文開展了對頁巖氣藏滲流規(guī)律及特殊開采方式下的試井分析方法研究，這樣一方面加深了對地下流動情況的認識，有助于我們深入的理解頁巖氣藏的生產(chǎn)和開發(fā)方式，另一方面可以通過對其井底壓力進行預(yù)測，實現(xiàn)對生產(chǎn)的指導(dǎo)和改進。
　　通過對頁巖氣藏的貯藏輸運特性的分析，使用真

2、實氣體狀態(tài)方程來描述頁巖氣藏內(nèi)氣體，并給出了混合氣體物性包括偏差因子、相對壓縮系數(shù)、氣體粘度在不同溫度、壓力情況下的計算公式;依據(jù)雙重介質(zhì)模型，實現(xiàn)了對頁巖氣藏天然裂縫網(wǎng)絡(luò)的描述，基于Langmuir吸附理論考慮了頁巖氣藏內(nèi)氣體的吸附/解吸附特性，應(yīng)用Palmer-Mansoori模型來描述頁巖氣藏內(nèi)的壓敏效應(yīng)等;綜合上述模型并考慮氣體擴散，建立了適用于頁巖氣藏的流動基本方程，引進擬壓力的概念將頁巖氣方程線性化，最終得到了Laplace

3、空間下與單相流體滲流方程形式類似的頁巖氣藏滲流偏微分方程。
　　基于頁巖基質(zhì)致密性和孔隙尺寸極小的特征，使用分子動力學(xué)方法研究微觀情況下納米孔道內(nèi)氣體的分布輸運規(guī)律，發(fā)現(xiàn)納米尺度情況下孔道內(nèi)氣體分子在孔道剖面上并非均勻分布，而是在壁面處存在明顯的分子積聚現(xiàn)象。依據(jù)分子非均勻分布的修正二階滑移邊界，推導(dǎo)了適用于頁巖氣藏的基質(zhì)視滲透率修正公式。給出該模型與常見視滲透率修正模型的對比，發(fā)現(xiàn)分子積聚現(xiàn)象對滲透率的影響無法忽略。對視滲透率修

4、正模型的參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，TMAC即切動量自適應(yīng)系數(shù)對視滲透率影響很大，而滑移距離與分子平均自由程之比也對視滲透率曲線有較明顯影響。
　　通過將人工大裂縫離散為多個小裂縫，應(yīng)用無限傳導(dǎo)裂縫模型描述頁巖氣藏內(nèi)邊界條件，并根據(jù)疊加原理得到了其在Laplace空間內(nèi)的井底壓力求解方程組?？紤]到上述方法中解的最終形式較為復(fù)雜，且對不同的油藏邊界差異較大難以通用，因此通過定義輔助問題實現(xiàn)了基于Newmaun乘積法和Green函數(shù)法的輔助方法求解

5、，并給出了常見油藏邊界類型的求解方式?？紤]到氣井生產(chǎn)中的井儲和表皮效應(yīng)，給出了所求井底壓力與考慮井儲、表皮情況下壓力在Laplace空間的關(guān)系式，實現(xiàn)了對井儲和表皮的考慮。
　　基于本文提出的頁巖氣流動模型，研究了頁巖氣生產(chǎn)前期和中后期地層流動特征，分析了其井底壓力響應(yīng)，指出頁巖氣藏一般存在六個流動階段，通過計算給出了各流動段在壓力圖中的特征，并分析了吸附、竄流、井儲和表皮效應(yīng)對壓力響應(yīng)的影響。依據(jù)流動特征分析，提出了裂縫半長、間