作為天然氣在頁巖中的主要儲集和運(yùn)移空間的微孔隙(縫),其結(jié)構(gòu)特征對天然氣在頁巖中的擴(kuò)散行為發(fā)揮著主控作用。前人對于頁巖孔隙結(jié)構(gòu)已經(jīng)獲得大量的認(rèn)識,但對于頁巖孔隙有效性及孔隙對頁巖氣的擴(kuò)散行為影響研究非常薄弱。研究選取南華北盆地二疊系海陸過渡相頁巖作為研究對象,采用定性觀察、實驗測試、擬合計算以及相關(guān)性分析的手段和方法對頁巖孔隙有效性以及頁巖氣擴(kuò)散行為進(jìn)行了研究。南華北盆地二疊系過渡相頁巖微觀孔隙包括粒內(nèi)孔、粒間孔、有機(jī)孔以及裂縫,粒間孔分為顆粒棱角支撐和粗糙顆粒邊緣支撐兩種類型。粒內(nèi)孔主要發(fā)育在方解石、黃鐵礦、黏土礦物以及金紅石內(nèi)。金紅石具有多孔結(jié)構(gòu),對部分南華北盆地二疊系頁巖具有較高孔隙貢獻(xiàn)。過渡相頁巖有機(jī)質(zhì)中的宏孔和介孔發(fā)育在塑性較強(qiáng)的有機(jī)質(zhì)中,受到有機(jī)質(zhì)類型和可溶礦物的共同控制,微孔則在所有類型有機(jī)質(zhì)中均有發(fā)育。通過不同損傷樣品的對比觀察,總結(jié)了天然裂縫的結(jié)構(gòu)特征。對比發(fā)現(xiàn)微孔孔容受損傷程度影響較小,介孔孔容則隨損傷程度的增加而增加,宏孔孔容則表現(xiàn)為無規(guī)則變化特征。結(jié)合主控因素擬合分析提出了計算頁巖有效微孔經(jīng)驗公式,指出了過渡相頁巖中微孔受到有機(jī)質(zhì)和黏土礦物主控,介孔受到伊利石和...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 研究背景
    1.2 頁巖孔隙結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 孔隙研究手段
        1.2.2 頁巖孔隙分類
    1.3 海陸過渡相頁巖孔隙研究現(xiàn)狀
        1.3.1 海陸過渡相頁巖孔徑分布
        1.3.2 海陸過渡相頁巖孔隙類型
    1.4 頁巖孔隙有效性研究
        1.4.1 有效孔隙定義
        1.4.2 含水對孔隙有效性研究影響
        1.4.3 損傷對孔隙有效性研究影響
    1.5 頁巖氣擴(kuò)散行為研究現(xiàn)狀
        1.5.1 頁巖氣含量主控因素
        1.5.2 頁巖氣擴(kuò)散研究
    1.6 存在問題
    1.7 研究目的與意義
        1.7.1 研究目的
        1.7.2 研究意義
    1.8 研究內(nèi)容、技術(shù)路線及完成的主要工作量
        1.8.1 研究內(nèi)容
        1.8.2 技術(shù)路線
        1.8.3 完成的主要工作量
    1.9 主要創(chuàng)新點
2 樣品信息及實驗方法
    2.1 頁巖樣品
    2.2 孔隙結(jié)構(gòu)研究方法
        2.2.1 孔隙類型
        2.2.2 孔隙定量研究
    2.3 含氣量實驗
        2.3.1 等溫吸附實驗
        2.3.2 現(xiàn)場解吸實驗
3 過渡相頁巖孔隙類型與分布
    3.1 海陸過渡相頁巖孔隙類型
        3.1.1 礦物基質(zhì)孔
        3.1.2 有機(jī)孔
    3.2 微觀裂縫發(fā)育與分布
        3.2.1 構(gòu)造裂縫
        3.2.2 非構(gòu)造裂縫
    3.3 天然裂縫識別
    3.4 孔隙有效性定性分析
        3.4.1 有效儲氣孔隙
        3.4.2 擴(kuò)散有效孔隙
4 頁巖孔隙有效性定量研究
    4.1 流體注入法理論
        4.1.1 氣體吸附法測試孔隙結(jié)構(gòu)模型
        4.1.2 壓汞法測試孔隙結(jié)構(gòu)模型
        4.1.3 氣體吸附實驗誤差標(biāo)定
    4.2 孔隙有效性研究方法
        4.2.1 孔隙有效性分析原理
        4.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)變化分析
    4.3 孔隙有效性
        4.3.1 微孔有效性
        4.3.2 介孔有效性
        4.3.3 宏孔有效性
    4.4 孔隙有效性定量分析
        4.4.1 有效儲氣孔隙
        4.4.2 有效擴(kuò)散孔隙
5 頁巖中天然氣擴(kuò)散行為
    5.1 頁巖中的天然氣擴(kuò)散行為
        5.1.1 擴(kuò)散機(jī)理
        5.1.2 擴(kuò)散模型
        5.1.3 等溫吸附實驗結(jié)果
        5.1.4 解吸實驗結(jié)果
    5.2 擴(kuò)散速率及其影響因素
        5.2.1 擴(kuò)散速率擬合
        5.2.2 擴(kuò)散速率影響因素
    5.3 孔隙對擴(kuò)散行為的影響
        5.3.1 微孔對擴(kuò)散行為的影響
        5.3.2 介孔對擴(kuò)散行為的影響
6 頁巖損失氣量計算
    6.1 基于天然氣擴(kuò)散行為的頁巖損失氣量計算原理和方法
        6.1.1 基于單孔擴(kuò)散模型計算
        6.1.2 基于雙一階擴(kuò)散模型計算
    6.2 頁巖損失氣量計算結(jié)果對比
    6.3 問題討論
        6.3.1 存在問題
        6.3.2 改進(jìn)方向與建議
7 結(jié)論與認(rèn)識
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號：3824381