微/納米孔隙內(nèi)甲烷的運移研究是進行頁巖氣藏開發(fā)預測及評價的前提和基礎(chǔ).頁巖中分布大量的微/納米孔隙,其中干酪根中的納米級孔隙分布廣泛.由于氣體在不同尺度孔隙中的運移機理大不相同,且在有機孔中存在明顯的吸附/解吸現(xiàn)象.因而,甲烷在頁巖中的運移機理仍需完善.本研究綜合物理模擬及數(shù)學分析方法,對甲烷滲流規(guī)律進行研究.研究結(jié)果表明:（1）溫度升高,單位質(zhì)量頁巖的產(chǎn)量減少,達到平衡的時間縮短,總體體現(xiàn)在甲烷在高溫下的吸附/解吸-擴散速率大.（2）相同生產(chǎn)壓力下,隨入口壓力升高,甲烷運移速率增大,達到產(chǎn)量平衡的時間增長.（3）數(shù)學模型充分考慮干酪根中甲烷擴散對氣體運移過程的影響,并與實驗結(jié)果及不考慮干酪根影響的模型進行對比分析,結(jié)果顯示,本文建立的數(shù)學模型能更準確地描述甲烷在頁巖基質(zhì)中的運移動態(tài). 

【文章來源】：地球科學. 2017年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖１取樣井位及構(gòu)造圖Ｆｉｇ．１Ｗｅｌｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｋｅｔｃｈ

地球科學ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈ－ｓｃｉｅｎｃｅ．ｎｅｔ第４２卷表１頁巖基本參數(shù)Ｔａｂｌｅ１Ｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｔｅｓｔｅｄｓｈａｌｅｃｏｒｅｓ名稱孔隙度（％）滲透率（Ｄ）ＴＯＣ（％）樣品尺寸（目）質(zhì)量（ｇ）數(shù)值３．７６３．５１１．７０１００～１２０１６０西北與方斗山相連，構(gòu)造位于上揚子地塊川東褶皺帶．其含氣層位為自流井組東岳廟段；其儲層巖性為黑灰色頁巖，為頁巖氣藏；具有埋藏淺、低孔低滲特圖２取樣區(qū)塊地質(zhì)年代Ｆｉｇ．２Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｋｅｔｃｈｆｏｒｔｈｅｓａｍｐｌｅｂｌｏｃｋ點；氣藏埋深在５８４．６～６４３．０ｍ；厚度為５８．５ｍ；有機碳含量為０．１９％～１．６１％；地層壓力為６ＭＰａ；壓力系數(shù)為１．０，地層溫度為４５℃，上覆圍壓為１５～１７ＭＰａ；巖心分析平均孔隙度為３．７６％；滲透率為０．６０～１．６８ｍＤ．本文的巖心來自建頁ＨＦ－１井，該井是建南頁巖氣藏的一口評價井，目標層位是下侏羅統(tǒng)東岳廟段．建頁ＨＦ－１井位于湖北省利川市建南鎮(zhèn)楓箱壩（原建深１井井場）上揚子地臺川東褶皺帶石柱復向斜中部建南構(gòu)造北高點．其鉆探目的是獲取建南地區(qū)侏羅系頁巖氣的評價參數(shù)，為整體評價該區(qū)頁巖氣勘探潛力提供地質(zhì)依據(jù)；了解建南北高點侏羅系頁巖氣含氣面積，獲取頁巖氣地質(zhì)儲量計算參數(shù)．經(jīng)過測試，將樣品的基本數(shù)據(jù)列于表１，取樣井的地理位置及區(qū)塊頂界構(gòu)造見圖１，此外，取樣區(qū)塊地質(zhì)年代見圖２．涪陵地區(qū)頁巖氣主要目的層為自流井組，厚為２５０～４５０ｍ，自上而下分為大安寨段、馬鞍山段、東岳

第８期王金杰等：干酪根對頁巖基質(zhì)中甲烷運移規(guī)律的影響圖３氣體運移規(guī)律研究裝置流程Ｆｉｇ．３Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｆｏｒｇａｓｆｌｏｗｅｑｕｉｐｍｅｎｔ驗裝置．依照圖３順序連接４部分．（３）檢驗氣密性．連接好實驗裝置后，向測試體系內(nèi)充入氦氣，最高測試壓力為１０ＭＰａ；記錄系統(tǒng)壓力數(shù)據(jù)，壓力在６ｈ內(nèi)保持不變，則視系統(tǒng)氣密性良好．（４）裝填頁巖樣品并抽真空．將頁巖樣品裝入樣品罐，如圖３重新連接好裝置，室溫下采用分子泵抽真空２ｈ，直至壓力達到１０－２Ｐａ．（５）飽和樣品．首先向中間容器內(nèi)充入一定量的甲烷，并用ＩＳＣＯ泵調(diào)整壓力至指定范圍，連通樣品罐，使頁巖樣品在特定壓力飽和２４ｈ．（６）氣體流動過程記錄．通過在樣品罐出口端降壓，記錄出口端氣體產(chǎn)量隨時間的變化．實驗過程中，保持溫度恒定，出口端壓力為大氣壓．（７）重復實驗．改變溫度及飽和壓力，重復上述實驗步驟．圖４溫度對甲烷運移過程影響Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｍｅｔｈａｎｅｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓ３分析及討論３．１溫度對甲烷運移過程的影響本文針對自流井組頁巖顆粒，在３個溫度下進行甲烷運移過程實驗記錄，實驗溫度分別為３５、４５和５５℃．如圖４中所示，同一溫度下，出口端產(chǎn)出氣體的體積隨時間的增加而增大，各個溫度下氣體運移過程持續(xù)時間差異較大，但都超過２００ｍｉｎ．不同溫度下的氣體產(chǎn)量不同，溫度越高，氣體產(chǎn)量越低．此外，從甲烷運移過程曲線可以看出，初始階段出口端氣體產(chǎn)量增長較快，氣體的生產(chǎn)速率較高．不同壓力下

【參考文獻】：
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本文編號：2928353