41 / 2023-06-29 22:10:16

渗透压对流体自发渗吸行为的影响：以鄂尔多斯盆地深部煤为例

渗透压；自发渗吸；深部煤；核磁共振；大宁-吉县

摘要：迄今为止，现场和实验室数据表明，水力压裂液的有效返排对非常规油气的开发至关重要。然而，深部煤层水具有高矿化度的特性，压裂液返排率极低。目前尚不清楚低矿化度的压裂液与这种高矿化度煤层产生的渗透压是否会影响压裂液的返排。在本次研究中，根据水力压裂现场存在的两种渗透压变化模式，对低矿化度压裂液注入高矿化度储层，以及高矿化度压裂液注入低矿化度储层过程中流体的自发渗吸行为进行了实验研究。利用低场核磁共振技术，从渗透压的视角分析了流体在深层煤样中的流动和分布规律。首先，通过模拟低矿化度的压裂液注入含高矿化度盐水的储层，认为渗透压可被视为流体自发渗吸的驱动力，它将进一步促进流体向孔隙中运移。随着渗透压的增加，进入孔隙中的流体越多。其次，通过模拟高矿化度的压裂液注入含低矿化度盐水的储层，认为渗透压可视为流体自发渗吸的阻力，且当注入的压裂液矿化度低于储层流体的特定临界矿化度时，储层中的流体才会向外运移。最后，当注入的压裂液与储层盐水的浓度差为33200.60 mg/L时，储层中的部分高矿化度盐水会被“驱替”至煤样外。但当浓度差为332006.00 mg/L时，原来被驱替出去的流体又会再次自发渗吸进入到大孔中。这些认识将为压裂液的滤失、高矿化度返排液的再利用以及深层煤层气的有效开采带来新的启示。