页岩气解吸-扩散-渗流的多尺度传输机理研究

书籍简介:

我国页岩气资源丰富，页岩气开发对于改善能源结构，保障我国能源安全具有十分重要的意义。为深入揭示页岩气的赋存、解吸和运移机理，丰富页岩气勘探与开发理论，本书以四川盆地龙马溪组页岩气藏为研究对象，通过实验研究，得到了研究区页岩样本的矿物组分、孔隙结构及等温吸附曲线，并优选出研究区页岩的吸附模型；在此基础上，构建了页岩体的有机质骨架、无机矿物骨架以及两者的混合组分骨架模型；采用巨正则蒙特卡洛方法和分子动力学方法，模拟了纳米尺度下甲烷在页岩孔隙中的微观赋存及运移过程，分析了温度、孔径大小以及气体组分对页岩气吸附扩散的影响规律。为了分析裂缝网络对渗流的影响规律，本书通过大量的文献调研，研究了微观尺度多孔介质的重构方法，并对微观尺度上多孔介质的宏观力学响应做了分析；基于细观力学和分形几何理论，进一步推导了分形均匀化方程，通过数值模拟验证了方程的可靠性，并分析了孔隙尺度上下限之比、孔隙分形维数等参数对多孔介质宏观力学特性的影响；通过分形裂缝模型建立了分叉效应、多尺度分形裂缝网络扩展效应影响下的断裂韧性表达式，及分叉效应与水力裂缝内压力、水力裂缝扩展长度、水力裂缝宽度等的关系式，分析了两类多尺度分形分叉裂缝网络扩展和形成的难易度以及分叉效应对水力压裂的影响；根据前面的尺度升级研究和分形裂缝模型建立了裂缝发育的特低渗透油藏储层中多尺度分形分叉裂缝网络的水力压裂数值模型，研究了三级分形分叉裂缝网络的形成。在分析页岩气藏的储集机理和流动机制的基础上，采用压力脉冲衰减法开展了页岩气藏压力敏感性渗透率实验；基于弹簧系统模型，推导了考虑吸附层、扩散、基质变形和滑脱效应等多种因素影响下的页岩气双重孔隙渗透率模型，分析了有效应力、孔隙压力、应力敏感系数、孔隙半径、初始裂缝开度、吸附层厚度和滑脱系数对渗透率的影响；基于提出的渗透率模型，建立了考虑渗流场—应力场相互作用的页岩储层流固耦合数学模型，并进行了数值模拟对比验证，分析了渗透率不发生变化时和考虑渗透率变化时页岩的压力和应力随时间的变化关系；最后，进行了页岩气双重介质水平井开采数值模拟，研究了基质初始孔隙度、裂缝区域宽度、裂缝系统长度和裂缝区域间距对页岩储层的平均裂缝压力和日产气量的影响。

书籍规格:

书籍信息归属:

页岩气解吸-扩散-渗流的多尺度传输机理研究是科学出版社于2020.8出版的中图分类号为 TE155 的主题关于 四川盆地－油页岩资源－研究 的书籍。