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儲(chǔ)層原生水對(duì)頁(yè)巖氣賦存狀態(tài)與流動(dòng)能力的影響

2018-08-17 02:42胡志明端祥剛何亞彬吳建發(fā)馬振勇
天然氣工業(yè) 2018年7期
關(guān)鍵詞:含水氣量滲透率

胡志明 端祥剛 何亞彬 吳建發(fā) 常 進(jìn) 劉 莉 吳 康,4 馬振勇

1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 2. 中國(guó)石油西南油氣田公司川中油氣礦 3. 中國(guó)石油西南油氣田公司頁(yè)巖氣研究院4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)滲流流體力學(xué)研究所 5.中國(guó)石油青海油田公司采油一廠(chǎng)

作為源儲(chǔ)一體的非常規(guī)天然氣,頁(yè)巖氣主要以吸附態(tài)和游離態(tài)形式賦存于富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中[1-2]。原始地層條件下頁(yè)巖儲(chǔ)層都含有原生水。目前北美地區(qū)進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)的Barnett、Haynesville、Eagle ford等頁(yè)巖區(qū)塊的儲(chǔ)層含水飽和度則一般較低,介于15%~35%,甚至低于束縛水飽和度,形成超低含水飽和度現(xiàn)象;而我國(guó)南方海相頁(yè)巖儲(chǔ)層含水飽和度則相對(duì)較高,一般介于20%~50%[3-5]。研究認(rèn)為含水會(huì)降低頁(yè)巖的吸附能力和頁(yè)巖孔隙中氣體的流動(dòng)能力,對(duì)頁(yè)巖氣藏的儲(chǔ)量評(píng)估和產(chǎn)量預(yù)測(cè)造成困難[6-7]。Ross和Bustin等[8-9]認(rèn)為水的存在占據(jù)了親水黏土礦物的表面吸附位,極大減少了氣體吸附量。Merkel等[10-11]研究Midland Valley油頁(yè)巖證實(shí)儲(chǔ)層含水降低了甲烷氣的吸附量。李靖、李相方等[12-15]認(rèn)為,地層水主要賦存在頁(yè)巖無(wú)機(jī)質(zhì)的黏土礦物中,并建立了孔隙含水飽和度分布模型,游聲剛等[16]證實(shí)了頁(yè)巖含水飽和度的增加降低了頁(yè)巖儲(chǔ)層的含氣量。目前的研究對(duì)含水條件下頁(yè)巖氣吸附規(guī)律的研究主要以理論研究和模型研究為主[17-18],缺失相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證與支持,且頁(yè)巖氣的等溫吸附測(cè)試普遍存在測(cè)試壓力偏低的問(wèn)題,在儲(chǔ)層原生水對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力的影響方面的實(shí)驗(yàn)研究尚屬空白。

針對(duì)儲(chǔ)層原生水對(duì)頁(yè)巖氣吸附規(guī)律及流動(dòng)機(jī)理的影響機(jī)理不清的現(xiàn)狀,選用四川盆地長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖樣品,基于吸附平衡法制取不同含水飽和度的實(shí)驗(yàn)樣品,采用高壓等溫吸附儀進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn),探討不同含水飽和度下頁(yè)巖等溫吸附作用及機(jī)理,然后采用自主研發(fā)的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置,開(kāi)展不同含水飽和度下頁(yè)巖氣流動(dòng)能力測(cè)試實(shí)驗(yàn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)),厘清了含水飽和度對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力的影響情況,以期為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)提供技術(shù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

實(shí)驗(yàn)樣品選自四川盆地長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)地區(qū)龍馬溪組一段的頁(yè)巖。采用平行取樣,首先將所取樣品烘干,鉆取2.5 cm柱樣做流動(dòng)實(shí)驗(yàn),將剩余碎樣一部分用于有機(jī)碳含量、礦物成分等物性測(cè)試,另一部分粉碎至60~100目(250~150 μm)的顆粒作為等溫吸附實(shí)驗(yàn)樣品,樣品基礎(chǔ)參數(shù)如表1所示。

1.2 含水飽和度建立

四川盆地長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)區(qū)塊富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層原始含水飽和度一般介于20%~50%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于束縛水飽和度(65%~85%),容易形成超低含水現(xiàn)象。即便如此,含水也會(huì)影響頁(yè)巖氣的吸附和流動(dòng)能力[19-20]。由于頁(yè)巖在取心及后期保存過(guò)程中無(wú)法有效保持地層條件下的原始含水飽和度,實(shí)驗(yàn)基本采用干燥巖樣,很少考慮到含水的影響。

表1 樣品基礎(chǔ)參數(shù)表

開(kāi)展不同含水飽和度下的頁(yè)巖樣品實(shí)驗(yàn),首先采用吸附平衡法建立地層條件下的原始含水飽和度,恢復(fù)樣品中原生水的賦存狀態(tài)。由于頁(yè)巖成藏過(guò)程中壓實(shí)排水、生烴消耗和汽化攜液排水等作用使得儲(chǔ)層中的水主要賦存于無(wú)機(jī)質(zhì)孔,尤其是親水性較強(qiáng)的黏土礦物孔中[13-14],因此實(shí)驗(yàn)時(shí)將頁(yè)巖樣品置于水蒸氣環(huán)境下,采用自發(fā)吸附平衡的方式,使水分子優(yōu)先賦存在親水物質(zhì)表面及孔隙中,與頁(yè)巖儲(chǔ)層原生水的賦存狀態(tài)基本一致。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將頁(yè)巖樣品在105 ℃條件下徹底烘干后,在干燥環(huán)境中稱(chēng)重;②然后將樣品放入水蒸氣容器內(nèi)(圖1),放入過(guò)程避免樣品與手、容器壁面及水直接接觸,以免沾上液態(tài)水;③將容器升溫至105 ℃,形成水蒸氣環(huán)境,至設(shè)定的時(shí)間取出稱(chēng)重;④重復(fù)步驟②、③,利用重量法結(jié)合已知孔隙度建立不同平衡時(shí)間與樣品含水飽和度的關(guān)系曲線(xiàn)(圖2),由此獲取不同含水飽和度對(duì)應(yīng)的平衡時(shí)間,在重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制平衡時(shí)間使樣品達(dá)到不同含水飽和度的狀態(tài)。

圖1 頁(yè)巖巖心建立含水飽和度裝置圖

圖2 平衡時(shí)間與含水飽和度關(guān)系曲線(xiàn)圖(105 ℃)

1.3 等溫吸附實(shí)驗(yàn)

采用美國(guó)CORELAB公司的高壓等溫吸附儀GAI-100進(jìn)行等溫吸附測(cè)試,該儀器最大工作壓力69 MPa,恒溫油浴最高溫度可達(dá)177 ℃,流程圖如圖3所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將60~100目頁(yè)巖顆粒100 g放入樣品缸,檢查氣密性,利用基準(zhǔn)缸精確測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的自由空間體積,連續(xù)測(cè)量多次,直至誤差小于5%;②抽真空后關(guān)閉樣品缸,向參照缸中充入一定壓力的甲烷氣體,待壓力平穩(wěn)后打開(kāi)樣品缸閥門(mén),讓兩缸氣體連通,達(dá)到壓力平衡后,記錄平衡壓力;③關(guān)閉樣品缸,繼續(xù)向參照缸充入氣體,循環(huán)上述平衡過(guò)程,直到完成全部壓力點(diǎn)的測(cè)試。

吸附量由式(1)計(jì)算得出:

式中Vtest表示測(cè)試吸附量,m3/t;m0表示樣品質(zhì)量,kg;p0表示平衡前參照缸壓力,MPa;VC表示參照缸體積,m3;Z0表示平衡前壓縮因子,無(wú)因次;R表示通用氣體常數(shù),8.314 m3·Pa/(mol·K);T表示系統(tǒng)溫度,K;p1表示平衡后系統(tǒng)壓力,MPa;VS表示樣品缸自由體積,m3;Z1表示平衡后壓縮因子,無(wú)因次。

圖3 高壓氣體等溫吸附儀GAI-100流程圖

1.4 流動(dòng)能力實(shí)驗(yàn)

流動(dòng)能力實(shí)驗(yàn)采用自主研發(fā)的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置(圖4),該裝置主要包括ISCO泵、中間容器、壓力傳感器、巖心夾持器、圍壓泵等。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①檢查系統(tǒng)的氣密性后,將樣品放入巖心夾持器,加圍壓至50 MPa;②入口容器壓力(以下簡(jiǎn)稱(chēng)入口壓力)穩(wěn)定在40 MPa后,打開(kāi)系統(tǒng)入口閥門(mén),流量穩(wěn)定后每隔2 h測(cè)試一次,連續(xù)測(cè)試三次誤差控制在0.1%以?xún)?nèi)認(rèn)為流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài);③改變?nèi)肟趬毫χ?5 MPa,同時(shí)為避免應(yīng)力敏感對(duì)流動(dòng)能力的影響,相應(yīng)圍壓降至45 MPa,使圍壓與入口壓力差始終保持在10 MPa,重復(fù)步驟②的測(cè)試過(guò)程,然后依次降低壓力,直至入口壓力至0.1 MPa,實(shí)驗(yàn)結(jié)束;④計(jì)算頁(yè)巖滲透率,并采用克式公式修正。

圖4 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置圖

2 含水飽和度對(duì)頁(yè)巖氣賦存狀態(tài)的影響

常規(guī)等溫吸附測(cè)試的低壓吸附曲線(xiàn)是一條單調(diào)遞增的曲線(xiàn),而采用高壓氣體等溫吸附儀測(cè)試干燥頁(yè)巖巖樣的等溫吸附曲線(xiàn)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)(圖5)。在壓力較低時(shí)(一般小于10 MPa),甲烷分子在頁(yè)巖表面發(fā)生單分子層吸附,且未鋪滿(mǎn)吸附層表面。隨壓力增加,吸附量增大,等溫吸附曲線(xiàn)迅速上升,且呈近線(xiàn)性增長(zhǎng);當(dāng)壓力達(dá)到臨界值時(shí),吸附量達(dá)到飽和;然后吸附量逐漸下降。根據(jù)Gibbs的定義,巖樣測(cè)試的吸附量為過(guò)剩吸附量,而不是絕對(duì)吸附量,由式(2)可以看出,過(guò)剩吸附量受吸附相密度(ρa(bǔ))和游離相密度(ρg)的差值影響[2]。當(dāng)吸附進(jìn)入高壓階段(大于10 MPa)后,吸附層甲烷分子逐漸增加至飽和,表現(xiàn)為吸附相密度趨于穩(wěn)定,而隨壓力增加只是游離相密度增加。因此在高壓下過(guò)剩吸附量隨壓力增加而下降。等溫吸附曲線(xiàn)過(guò)剩吸附量極值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力為臨界解吸壓力,當(dāng)系統(tǒng)壓力小于臨界解吸壓力時(shí)吸附氣才能開(kāi)始大量解吸[21-22]。

圖5 不同含水飽和度下頁(yè)巖等溫吸附曲線(xiàn)圖

式中nex表示過(guò)剩吸附量,m3/t;ρa(bǔ)表示氣體吸附相密度,kg/m3;ρg表示氣體游離相密度,kg/m3;Va表示吸附相體積, m3。

如圖5所示,隨含水飽和度的增加最大過(guò)剩吸附量下降明顯。干燥巖樣的最大過(guò)剩吸附量為1.2 m3/t ,而含水飽和度增加到8.5%時(shí)最大過(guò)剩吸附量下降到0.98 m3/t,當(dāng)含水飽和度達(dá)到46.1%時(shí),最大過(guò)剩吸附量下降到0.65 m3/t,降低約50%,可以看出含水飽和度對(duì)吸附量影響很大。

含水使頁(yè)巖氣吸附量大幅降低,另一個(gè)原因是頁(yè)巖的吸附位有限,且頁(yè)巖中吸附介質(zhì)尤其是黏土礦物對(duì)水分子的氫鍵力和色散力更大,水分子比甲烷分子更易吸附于頁(yè)巖表面[23]。當(dāng)巖石潤(rùn)濕后,甲烷分子和水分子共享相同吸附位,水分子優(yōu)先吸附在頁(yè)巖表面,使得固—?dú)馕阶兂晒獭骸獨(dú)馕剑▓D6)。由于氣—液作用力遠(yuǎn)低于氣—固作用力,因此即使部分甲烷分子吸附在頁(yè)巖表面的水膜上,總體上也表現(xiàn)出頁(yè)巖對(duì)甲烷氣的吸附能力降低。

由于水預(yù)先吸附在頁(yè)巖孔隙中,因此在等溫吸附實(shí)驗(yàn)中甲烷分子只能吸附在未被水分子占據(jù)的頁(yè)巖吸附位和水膜表面,導(dǎo)致初始含水飽和度越高,最大過(guò)剩吸附量越低[15]。如圖7所示,含水飽和度較低(低于30%)時(shí),最大過(guò)剩吸附量下降幅度較大;當(dāng)含水飽和度介于30%~50%時(shí),最大過(guò)剩吸附量的下降幅度變緩,說(shuō)明水分子吸附已趨于飽和,含水飽和度增加對(duì)吸附量的影響逐漸變小。

圖6 固—液—?dú)馕绞疽鈭D

圖7 頁(yè)巖含水飽和度與最大過(guò)剩吸附量關(guān)系曲線(xiàn)圖

在地層原始狀態(tài)下原生水和甲烷吸附氣是共存的,且由于原生水處于欠飽和的狀態(tài),即原生水只是占據(jù)了一部分頁(yè)巖壁面,當(dāng)外界壓裂液進(jìn)入頁(yè)巖孔隙中時(shí),由于固體對(duì)水分子具有更強(qiáng)的吸附作用,進(jìn)入的壓裂液會(huì)搶占吸附氣的吸附位,使得一部分吸附氣置換出來(lái)變成游離氣,更利于氣體的采出,這也是部分頁(yè)巖氣井壓裂液返排率低而產(chǎn)氣量高的微觀原因之一[24]。

原生水占據(jù)頁(yè)巖的比表面使吸附氣量降低,導(dǎo)致頁(yè)巖氣儲(chǔ)量也大大降低。目前頁(yè)巖氣儲(chǔ)量計(jì)算中,游離氣量考慮了含水飽和度的影響,但采用等溫吸附曲線(xiàn)計(jì)算吸附氣量時(shí)通常采用干燥巖樣的結(jié)果,導(dǎo)致儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果偏高。以某區(qū)塊為例,該區(qū)塊平均吸附氣量(不考慮含水)為2.68 m3/t,平均游離氣量(含水飽和度40%時(shí))為3.96 m3/t,總含氣量為6.64 m3/t,吸附氣占比約為40%。參考圖7中含水飽和度與最大過(guò)剩吸附量關(guān)系曲線(xiàn)的變化趨勢(shì),模擬計(jì)算了不同含水飽和度下的吸附氣量與總含氣量,如表2所示。與不含水相比,含水飽和度10%時(shí),吸附氣量減小23.88%,總含氣量減小14.01%;當(dāng)含水飽和度為40%時(shí),吸附氣量減小44.59%,總含氣量減小41.33%。含水飽和度較低時(shí),占據(jù)的主要為高密度吸附空間,吸附氣與總氣量損失較大,隨含水飽和度增加,占據(jù)游離氣空間比例不斷增大,含水飽和度增量對(duì)吸附氣和總氣量影響不斷變小。模擬計(jì)算結(jié)果顯示,含水飽和度為40%,吸附氣、游離氣總含氣量為5.45 m3/t,比常規(guī)認(rèn)識(shí)下總含氣量為6.64 m3/t(其中吸附氣量為2.68 m3/t、游離氣量為3.96 m3/t)降低了18%,可見(jiàn)含水飽和度對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)量計(jì)算影響大,需要重點(diǎn)關(guān)注。

表2 不同含水飽和度下吸附氣量和總含氣量計(jì)算結(jié)果表

3 含水飽和度對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力的影響

儲(chǔ)層含水飽和度不僅會(huì)影響頁(yè)巖氣儲(chǔ)層含氣性,還會(huì)影響頁(yè)巖氣流動(dòng)能力。根據(jù)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的流量數(shù)據(jù),計(jì)算干燥巖樣在不同平均壓力下的視滲透率。如圖8所示,隨平均壓力降低,巖樣視滲透率逐漸升高,平均壓力高于5 MPa時(shí)遞增較平緩,低于5 MPa遞增趨勢(shì)變陡;在平均壓力20 MPa下視滲透率為0.1×10-3mD,降至0.2 MPa時(shí)視滲透率為0.8×10-3mD,視滲透率變化了近一個(gè)數(shù)量級(jí)。根據(jù)崔亞星、高樹(shù)生等[25-26]的研究成果,在實(shí)驗(yàn)壓力范圍內(nèi)頁(yè)巖氣的流態(tài)為滑脫流和過(guò)渡流,當(dāng)壓力較高時(shí),由于努森數(shù)較小,氣體流態(tài)主要為滑脫流,滿(mǎn)足Klinkenberg公式,視滲透率隨著壓力的降低緩慢增加。當(dāng)平均壓力低于5 MPa后,視滲透率與壓力的關(guān)系曲線(xiàn)偏離壓力較高時(shí)兩者的線(xiàn)性關(guān)系,上升趨勢(shì)變陡,這是由于在此壓力區(qū)間范圍內(nèi)氣體流態(tài)主要為過(guò)渡流,頁(yè)巖的微米—納米級(jí)孔隙發(fā)育,擴(kuò)散作用在低壓段影響顯著,對(duì)視滲透率的貢獻(xiàn)可達(dá)50%以上[26]。對(duì)于頁(yè)巖來(lái)說(shuō),視滲透率是壓力的函數(shù),在不同壓力范圍內(nèi)頁(yè)巖氣的流態(tài)不同,從而影響頁(yè)巖氣的流動(dòng)能力。

圖8 頁(yè)巖視滲透率與平均壓力的關(guān)系曲線(xiàn)圖(干燥巖樣)

考慮含水飽和度對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力的影響,如圖9所示,隨含水飽和度增加,相同壓力下頁(yè)巖氣的流動(dòng)能力明顯下降。當(dāng)頁(yè)巖孔隙中含水時(shí),無(wú)論是吸附在孔隙壁面上的水還是孔隙中的自由水,都降低了氣體在孔隙中的流動(dòng)能力,因此測(cè)試的視滲透率會(huì)大幅降低。壓力越低時(shí),含水飽和度對(duì)流動(dòng)能力的影響越大,這與低壓下氣體流態(tài)主要為過(guò)渡流有關(guān)。平均壓力為5 MPa,當(dāng)含水飽和度達(dá)到50%時(shí),視滲透率由0.25×10-3mD降低至0.08×10-3mD,下降了約70%。

圖9 不同含水飽和度下平均壓力與視滲透率的關(guān)系曲線(xiàn)圖

圖10 不同含水飽和度下平均壓力倒數(shù)與視滲透率變化曲線(xiàn)圖

從兩組巖心不同含水飽和度下平均壓力倒數(shù)與視滲透率曲線(xiàn)(圖10)可以看出,隨含水飽和度增加,視滲透率的下降趨勢(shì)明顯。1號(hào)巖心和2號(hào)巖心在含水飽和度為30%以下時(shí),視滲透率下降幅度較少,但是當(dāng)含水飽和度超過(guò)30%后,視滲透率下降幅度明顯變大。對(duì)于不同滲透率級(jí)別的巖心,都呈現(xiàn)出相同的規(guī)律,這是因?yàn)椴捎梦狡胶夥ɑ謴?fù)原生水的賦存狀態(tài)時(shí),由于黏土礦物的吸水特性及水分子較強(qiáng)的吸附力,水分子優(yōu)先吸附在頁(yè)巖表面,成為不可流動(dòng)的束縛水,同時(shí)由于毛細(xì)管凝聚現(xiàn)象,原生水優(yōu)先存在于小孔隙中,這部分小孔隙對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力的影響較小。研究認(rèn)為發(fā)生毛細(xì)管凝聚現(xiàn)象的孔隙臨界孔徑為6 nm左右[27],小于該孔徑的孔隙空間往往被水占據(jù),大于該孔徑的孔隙空間,水以水膜形式存在。當(dāng)含水飽和度持續(xù)增加到某臨界值(此時(shí)的含水飽和度稱(chēng)為臨界含水飽和度)時(shí),水逐漸占據(jù)主要流動(dòng)通道,導(dǎo)致頁(yè)巖氣流動(dòng)能力大幅降低,對(duì)于不同滲透率級(jí)別的巖心,對(duì)應(yīng)的臨界含水飽和度不同,一般在20%~30%。

采用高壓壓汞—?dú)怏w吸附聯(lián)測(cè)法[28]獲取1號(hào)巖心的全尺度孔徑分布曲線(xiàn)(圖11),可以看出,頁(yè)巖孔徑的分布范圍(從0.5 nm到幾十微米)非常大,其中微孔(小于2 nm)和介孔(2~50 nm)的比例可占50%以上??紫对叫。紫侗诿娴奈絼?shì)能越大,對(duì)氣體分子和水分子的吸附能力越強(qiáng)。因此,對(duì)于微米—納米級(jí)孔隙來(lái)說(shuō),吸附氣和吸附水主要賦存在微孔和介孔之中[14],而頁(yè)巖氣的流動(dòng)能力主要由宏孔貢獻(xiàn)。因此,當(dāng)含水飽和度低于臨界含水飽和度(一般在20%~30%)時(shí),水主要以不可動(dòng)水賦存在微孔和介孔中,對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力影響較?。划?dāng)含水飽和度大于臨界含水飽和度時(shí),小孔隙逐漸被水占滿(mǎn),相對(duì)大的孔隙壁面上形成水膜,流動(dòng)通道半徑降低,甚至有部分成為可動(dòng)水,使頁(yè)巖氣流動(dòng)能力大幅降低。

圖11 全尺度孔徑分布曲線(xiàn)圖(1號(hào)巖心)

目前已開(kāi)發(fā)的頁(yè)巖氣藏原始含水飽和度雖低于束縛水飽和度,但多介于40%~50%,基本上超過(guò)臨界含水飽和度。因此,含水飽和度對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力的影響不能忽略,在建立滲流模型及進(jìn)行頁(yè)巖氣井產(chǎn)能評(píng)價(jià)時(shí)都必須考慮含水飽和度的影響。

在壓裂施工過(guò)程中壓裂液的入侵會(huì)導(dǎo)致頁(yè)巖儲(chǔ)層含水飽和度上升,從而降低頁(yè)巖氣流動(dòng)能力。但是,壓裂液入侵的吸附置換使得一部分吸附氣變成游離氣,利于氣體采出,同時(shí)壓裂液的注入使得頁(yè)巖發(fā)生水化破裂,形成新的裂縫滲流通道[29],改善了頁(yè)巖儲(chǔ)層的滲透性。因此壓裂液入侵對(duì)于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)具有多重影響,需要綜合加以考慮。

4 結(jié)論

1)原生水的存在降低了頁(yè)巖的吸附能力。與不含水相比,含水飽和度為10%時(shí),吸附氣量減小23.88%、總含氣量減小14.01%。含水飽和度為40%時(shí),模擬計(jì)算總含氣量比常規(guī)認(rèn)識(shí)下的計(jì)算結(jié)果降低了18%,儲(chǔ)量評(píng)估需要充分考慮儲(chǔ)層原生水的影響。

2)低壓下努森擴(kuò)散作用使得頁(yè)巖視滲透率隨壓力降低而明顯上升,當(dāng)平均壓力為5 MPa、含水飽和度達(dá)到50%時(shí),與不含水相比視滲透率下降約70%。

3)當(dāng)含水飽和度低于臨界含水飽和度(一般在20%~30%)時(shí),水主要以不可動(dòng)水賦存在微孔和介孔中,對(duì)頁(yè)巖氣流動(dòng)能力影響較小;而大于臨界含水飽和度時(shí),水的賦存位置發(fā)生改變,導(dǎo)致頁(yè)巖氣流動(dòng)能力大幅降低。

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