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页岩气渗流与开发评价实验研究与进展

页岩气渗流与开发评价实验研究与进展

摘要：页岩气渗流理论是页岩气藏实现产量预测、动态分析和采收率计算的理论基础。由于页岩储层自生自储、富含有机质，且微纳米孔隙发育，页岩孔隙空间的致密性和赋存状态的多样性，导致页岩气流动规律复杂多样，常规实验技术和渗流理论方法难以准确描述页岩气解吸、扩散、渗流的传质输运过程。本文总结了多年来页岩气渗流理论与实验技术方面多年来的攻关成果，详细介绍了储层微观特征与综合评价方法，多传质机制耦合的流动能力评价模型，多功能全生命周期开发模拟实验技术和多尺度耦合渗流模型，并在基础上针对如何进一步提高页岩采收率给出了理论依据和技术对策。研究结果表明，页岩气孔隙以微孔（<2nm）和介孔（2-50nm）为主，结合FIB-SEM、CT扫描和全尺度孔径多种方法共同证实了龙一11小层喉道较为发育，存在较大狭缝形孔隙，为气体扩散和渗流提供了通道。纳米孔隙中页岩气解吸、滑脱、扩散等多种流动机理共存，随着压力降低，扩散作用增强，表观渗透率模型与达西渗透率的比值可达10-100倍，常规渗透率低估了页岩储层气体的流动能力。全生命周期物理模拟实验和产量递减分析模型证实开发初期以动用游离气为主，前5年累计吸附气贡献率不到5%，生产末期主要靠吸附气解吸供给，贡献率可以达到25%，预测的EUR有逐年递增的趋势，说明气井后期的产量高于预期。考虑的超临界吸附产能及采收率评价模型合理考虑了真实气体在储层中的高压吸附作用以及多种微观非达西效应对产能的贡献，与生产数据拟合效果良好，能够准确预测气井可采储量及采收率的值的大小。并给出了基于缝网控制程度和基质采出效率的页岩气藏提高采收率方法及攻关方向，为进一步提高储层动用率和采出程度提供科学指导，有效支撑川南地区增储上产。