页岩气藏物性特征及气体渗流机理研究

【摘要】近十年以来，全球能源需求量越来越大，尤其是中国这样一个最大的发展中国家，2013年BP统计数据显示中国2012年油气缺口分别达到了6.0106桶/天和4.0109立方米/年。而EIA最新的数据统计显示，全球页岩气可采储量近似达到203.911012立方米，其中中国的页岩气可采储量约为31.571012立方米，居世界第一，开发潜力巨大。在未来几十年中，页岩气资源将成为一种重要的能源来满足日益增长的能源需求。页岩气藏在地质成藏条件、储层条件、气体富集成藏方式、渗流机理及开发方式等方面都区别于常规气藏，是一种非常规气藏。泥页岩作为储层，特殊的物性条件（特低的孔隙度、渗透率）造成了气体流动环境的复杂性，内部孔隙可分为非有机质孔隙、有机质孔隙、天然裂缝和人工裂缝四种，多类型裂缝作为气体渗流的主要通道，而基质孔隙（微米至纳米之间）则作为储集空间。页岩气主要是以游离态和吸附态赋存，另外，少量溶解态气体存在于有机质、沥青质内和孔隙水中。特殊的储层条件导致了页岩气藏中复杂的气体流动过程，它包括了渗流、扩散、吸附解吸多个流动形式，整个流动过程受多个因素的影响，其中储层的应力敏感效应、基质收缩效应及微孔隙中气体滑脱效应都会影响气体流动。本文在分析页岩气藏储层物性和流体渗流机制的基础上，考虑多个因素，利用物质守恒定律建立了页岩气藏一维微孔隙内气体流动数学模型，并利用数值求解方法和计算机语言编程进行求解。数值模拟结果表明：气体的滑脱和气体扩散会导致孔隙压降较快，而页岩的应力敏感性和吸附气解吸则会导致孔隙压降减缓，且应力敏感性的影响较大；气体的滑脱效应、气体扩散和吸附气解吸都有助于增加模型的累积产气量，应力敏感性则起到十分明显的负面效应。所以控制压降程度是获得页岩气藏有效开发的重要手段，尽可能延缓压降以实现产气量最大化。通过分析参数的敏感性发现：页岩储层应力敏感性越差、Langmuir体积越大、Langmuir吸附平衡常数越小、气体扩散系数越大、页岩的渗透性越好、微孔隙直径越大，越有利于页岩气体的流动，页岩储层的产气量也越大。
【作者】孙同英；
【导师】鞠斌山；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），油气田开发工程，2014，硕士
【关键词】页岩气；物性特征；微米孔隙；气体渗流；应力敏感性；

【参考文献】
[1]周立斌.钢结构住宅发展及其影响因素的探讨[J].住宅产业.2007(05)
[2]夏先海.有机二极管电存储器件及其机理研究[D].南京邮电大学,2013.
[3]徐远华.财政农业支出结构对农民增收的影响[D].西南大学,政治经济学,2014,硕士.
[4]唐血梅.新疆酸马奶中高产胞外多糖乳酸菌的筛选及培养条件优化研究[D].新疆农业大学,食品科学,2012,硕士.
[5]董欣.基于刚度矩阵推导的车身梁简化模型的计算与有限元分析[D].吉林大学,设计艺术学,2004,硕士.
[6]范党平.大规模蛋白质相互作用网络的边介数聚类算法的并行化研究[D].兰州大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[7]王前.美国与北约的改造[D].外交学院,国际关系,2004,硕士.
[8]范元春.同种异体NK细胞与人上皮性卵巢癌细胞之间的免疫编辑[D].河北医科大学,妇产科学,2013,硕士.
[9]闫晓丽.基于ASP的中职院校学籍管理系统的研究与开发[D].河北师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[10]张艺琦.基于受众需求的省级网络电视台节目设置研究[D].安徽大学,新闻与传播,2013,硕士.
[11]朱启林.汽车EPS转矩转角集成传感器的研发[D].合肥工业大学,机械工程,2013,硕士.
[12]廖军.基于MMPI的多核系统任务迁移算法设计与实现[D].哈尔滨工业大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[13]张梦龙.基于公共物品属性视角的铁路改革结构特性研究[D].北京交通大学,2014.
[14]赵晓云.秩为6的非本原对称结合方案[D].河北师范大学,基础数学,2014,硕士.
[15]张希祥.电网突发事件应急联动系统研究[D].中国地质大学（北京）,安全技术及工程,2014,硕士.
[16]陈明义,黄志武,张永惠.195B／280B电铲用触发电路组件的研制及应用[J].冶金自动化,1996,06:35-38.
[17]沙鹏.LTE上行物理层关键技术研究及硬件实现[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[18]黄倩.我国遗嘱执行人制度重构研究[D].湖南师范大学,民商法学,2014,硕士.
[19]谢斐.敦煌西湖自然保护区植物多样性分布特征及其对土壤因子变化的响应[D].兰州理工大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[20]雷丕锋.杉木人工林土壤碳贮量及形成机理的初步研究[D].中南林学院,生态学,2004,硕士.
[21]魏纲,裘慧杰,丁智,魏新江,邢建见.海底沉管隧道施工引起的沉降实测与计算分析[J].现代隧道技术,2014,05:121-128.
[22]王冲.新形势下检察机关贯彻群众路线之研究[D].河北经贸大学,思想政治教育,2014,硕士.
[23]丁柃杰.上虞市地籍信息管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[24]王淼.宁夏海陶南村绿色建筑区水处理技术设计及经济评价[D].宁夏大学,水利工程（专业学位）,2014,硕士.
[25]李坤朋.大肠杆菌工程菌HBUT-L的构建、发酵及其乳酸分离研究[D].湖北工业大学,发酵工程,2013,硕士.
[26]任乾睦.石墨烯/介孔二氧化硅二维纳米复合材料的制备及其结构控制[D].华东理工大学,2014.
[27]柴静,胡南滔,朱齐荣,高润纲,张正岳,杨志,张亚非.石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)离子的吸附性能研究[J].化工新型材料,2014,01:77-79+89.
[28]王琦.我国沙滩足球锦标赛进攻技战术运用特征研究[D].宁波大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[29]李磊.论《道德经》英译的文化自觉意识[J].郑州轻工业学院学报(社会科学版),2015,02:88-91.
[30]施灿业.马克思的劳动正义思想及其当代发展研究[D].安徽大学,马克思主义发展史,2014,硕士.
[31]姜鹏程.边界态对双层石墨烯的电导和谷极化的影响[D].河北师范大学,2013.
[32]江海宁.完善我国重点企业排污定额监管制度研究[D].广西师范大学,法学理论,2013,硕士.
[33]李世雄.中国主要苜蓿（Medicago sativa and M.varia）品种种子产量及其构成因素的变异研究[D].甘肃农业大学,草业科学,2003,硕士.
[34]倪琳.北京城市空间高密度发展态势下的公共交通发展战略对策与建议研究[D].北京交通大学,2013.
[35]曹冉.同人粉丝：对一种网络亚文化群体的分析[D].苏州大学,新闻与传播学（专业学位）,2013,硕士.
[36]陈大宇,张粒子,王澍,牟镠峰.储能在美国调频市场中的发展及启示[J].电力系统自动化,2013,01:9-13.
[37]白艳荣.高血压前期合并肥胖患者血清网膜素-1变化与左心房结构重构的研究[D].山西医科大学,心血管内科（专业学位）,2013,硕士.
[38]韩景敏.基于工作流的煤炭资源管理信息模型研究与实现[D].山东科技大学,2008.
[39]马倩倩.基于个性特征的语音转换技术研究[D].河北经贸大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[40]孙丽红.基于轻量级JAVA EE的高校在线投票系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[41]陈海霞.初中思想品德课《合作使生活之路更宽畅》教学设计研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[42]李大力.多区结构网格CFD典型求解器的CPU/GPU并行计算研究[D].国防科学技术大学,计算机科学与技术,2012,硕士.
[43]谷龙江.两类强不定问题的无穷多小能量解[D].兰州大学,基础数学,2014,硕士.
[44]刘蓉.社会网络视角下安全领域科学合作网研究[D].西安科技大学,企业管理,2013,硕士.
[45]马涛.面向3G技术的平安校园网络视频监控的设计[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[46]张海南.用WebLogic中间件构架应用系统[D].南京理工大学,2004.
[47]温铭生.哀牢山区降雨型滑坡预警理论与方法研究[D].北京交通大学,水文地质与工程地质,2014,博士.
[48]刘静静.金属离子诱导蛋白质聚集机理的探讨及调控[D].济南大学,应用化学,2012,硕士.
[49]王瑶.毛泽东诗词翻译中的诗学操控[D].湖南师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[50]马社敏.公共文化服务中的政府与市场[D].华中师范大学,政治社会学,2013,硕士.