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頁(yè)巖柱塞樣與碎樣孔隙度差異性分析與啟示

2020-04-27 08:54付永紅蔣裕強(qiáng)周克明邱峋晰張海杰劉雄偉谷一凡蔣增政
石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì) 2020年2期
關(guān)鍵詞:柱塞黏土頁(yè)巖

付永紅,蔣裕強(qiáng),陳 虎,周克明,邱峋晰,張海杰,劉雄偉,谷一凡,蔣增政

(1.西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,成都 610500;2.中國(guó)石油非常規(guī)油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室,成都 610500;3.中國(guó)石油 西南油氣田公司 開發(fā)事業(yè)部,成都 610051;4.中國(guó)石油 西南油氣田公司 勘探開發(fā)研究院,成都 610213;5.四川頁(yè)巖氣勘探開發(fā)有限責(zé)任公司,成都 610051;6.重慶頁(yè)巖氣勘探開發(fā)有限責(zé)任公司,重慶 610213;7.四川杰瑞泰克科技有限公司,成都 610500)

隨著常規(guī)油氣資源的不斷開發(fā)和消耗,非常規(guī)資源的有效開發(fā)已呈必然趨勢(shì)[1]。頁(yè)巖氣全球資源量達(dá)456×1012m3,是煤層氣與致密砂巖氣資源量的總和[2],在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下展示出巨大的資源潛力[3]。美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的技術(shù)突破[4-7],極大地促進(jìn)了我國(guó)頁(yè)巖氣資源勘探開發(fā)的進(jìn)程。

頁(yè)巖孔隙以納米孔隙為主,常規(guī)儲(chǔ)層孔隙度測(cè)量方法難以適用于低孔高產(chǎn)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)[8]。因此,準(zhǔn)確測(cè)量頁(yè)巖孔隙度是評(píng)價(jià)頁(yè)巖儲(chǔ)層品質(zhì)和頁(yè)巖氣儲(chǔ)量計(jì)算的重要前提之一[9-12]。核磁共振(NMR)[13]、壓汞[14]、氣體吸附[14]、小角散射[15]等方法逐漸應(yīng)用于頁(yè)巖孔隙度表征[16],國(guó)內(nèi)通常采用氦孔法或液體飽和法[17]測(cè)量頁(yè)巖柱塞樣孔隙度,國(guó)外以碎樣孔隙度測(cè)量為主[18]。氦氣分子半徑小,分子篩效應(yīng)弱[19-20],可有效測(cè)量頁(yè)巖連通孔隙度,但氦孔隙度與其他方法測(cè)量孔隙度之間的差異認(rèn)識(shí)不明確。這些問(wèn)題將嚴(yán)重影響頁(yè)巖氣總資源量評(píng)估及頁(yè)巖氣評(píng)層選區(qū)和高效開發(fā)。

1 實(shí)驗(yàn)樣品和巖石學(xué)特征

選取重慶西部榮昌地區(qū)R203井志留系龍馬溪組6塊柱塞樣品(直徑25 mm×長(zhǎng)度40 mm),首先采用氦孔法、液體飽和法和NMR法依次測(cè)量柱塞樣孔隙度,然后將柱塞樣粉碎成不同粒徑大小(>20,10~20,5~10,2~5,0.25~2,0.15~0.25 mm),再測(cè)量碎樣氦孔隙度,并對(duì)比柱塞樣孔隙度與碎樣孔隙度之間的差異,在此基礎(chǔ)上確定頁(yè)巖總孔隙度和連通孔隙度。實(shí)驗(yàn)樣品的有機(jī)碳含量分布在1.63%~3.70%之間,石英含量分布在49.9%~61.2%之間,黏土含量分布在24.2%~30.7%之間(表1)。由于有機(jī)碳含量和礦物組分的差異,可能造成不同樣品間的孔隙度差異明顯,如有機(jī)碳含量與孔隙度存在較好關(guān)系[12],即有機(jī)碳含量高,孔隙度相對(duì)較高。

2 孔隙度測(cè)量步驟

液體飽和法和核磁共振法均采用抽真空加壓飽和鹽水(2%的NaCl溶液)和飽和油(十二烷),分別測(cè)量其平行柱塞樣的孔隙度。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)將6組平行樣在200 ℃條件下烘干24 h后備用;

(2)選取其中一組平行樣測(cè)量氦氣孔隙度,飽和壓力分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.5,2.0,3.0 MPa;

(3)測(cè)量完氦孔隙度后再將樣品飽和油,測(cè)量其孔隙度;

表1 實(shí)驗(yàn)樣品有機(jī)碳含量和巖石礦物學(xué)特征

圖1 碎樣外觀總體積測(cè)量原理Fig.1 Measuring principle of appearance total volume of crushed sample

(4)另一組平行樣飽和鹽水后,測(cè)量其鹽水孔隙度;

(5)液體飽和法孔隙度測(cè)量完畢后,再采用核磁共振測(cè)量孔隙度;

(6)將飽和油的樣品烘干,并逐漸粉碎至不同粒徑,測(cè)量碎樣孔隙度。

柱塞樣氦孔隙度和液體飽和法孔隙度測(cè)量方法參考標(biāo)準(zhǔn)“巖心分析方法:GB/T 29172—2012”。核磁共振孔隙度測(cè)量步驟詳見參考文獻(xiàn)[13]。碎樣氦孔隙度測(cè)量時(shí),外觀總體積測(cè)量采用向圓柱形容器中加剛性小顆粒(剛性小顆粒小于60目,不會(huì)粘附于頁(yè)巖顆粒表面),在外加振實(shí)壓力下進(jìn)行充填,根據(jù)未裝樣品和裝滿樣品前后兩次柱塞的位置之差,計(jì)算碎樣外觀體積(圖1)。計(jì)算公式如下:

式中:Vb為被測(cè)樣品的外觀總體積,cm3;d為圓柱形容器的內(nèi)直徑,cm;L0為僅裝入剛性顆粒時(shí)柱塞離底座的距離,cm;L1為裝入被測(cè)樣品后柱塞離底座的距離,cm。

碎樣顆粒體積測(cè)量采用波義耳雙室法,參考標(biāo)準(zhǔn)《巖心分析方法:GB/T 29172—2012》。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 柱塞樣孔隙度測(cè)量結(jié)果分析

利用氦孔法、液體飽和法和核磁共振法測(cè)量柱塞樣孔隙度差異明顯(表2),其中飽和鹽水核磁共振孔隙度最大,飽和鹽水液體飽和法孔隙度次之,氦氣飽和法孔隙度最小。

3.1.1 液體飽和法孔隙度測(cè)量結(jié)果分析

采用鹽水和油作為飽和介質(zhì)測(cè)量頁(yè)巖柱塞樣品孔隙度,結(jié)果顯示飽和油的孔隙度小于飽和鹽水的孔隙度(表2)。研究區(qū)頁(yè)巖發(fā)育大規(guī)模有機(jī)孔、粒內(nèi)溶孔和有機(jī)質(zhì)邊緣縫等(圖2),這些孔隙空間和裂縫空間具有不同的潤(rùn)濕性,影響了油水進(jìn)入有機(jī)孔和無(wú)機(jī)孔的難易程度,造成孔隙度測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大差異。實(shí)驗(yàn)表明,柱塞樣單位質(zhì)量巖心自吸水量較自吸油量大,表明頁(yè)巖柱塞樣具有更多的親水性連通孔隙,而親油性連通孔隙相對(duì)較少[21-23],也造成飽和鹽水核磁孔隙度偏大。由表1可知,此次研究樣品黏土礦物含量較高(24.2%~30.7%),且成分以伊利石為主[24],吸水后由于水化作用可產(chǎn)生微裂縫[25-28],導(dǎo)致更多的水滯留于水化作用產(chǎn)生的微裂縫中,進(jìn)一步使飽和鹽水的孔隙度大于飽和油的孔隙度,也造成飽和鹽水的核磁孔隙度大于飽和油的核磁孔隙度。

3.1.2 核磁共振孔隙度測(cè)量結(jié)果分析

為了分析核磁共振孔隙度較液體飽和法孔隙度偏大的原因,實(shí)驗(yàn)測(cè)量前對(duì)樣品進(jìn)行了原始狀態(tài)和不同溫度烘干后的核磁T2譜測(cè)量,發(fā)現(xiàn)200 ℃干燥后頁(yè)巖樣品仍具有較高的核磁信號(hào)(圖3)。研究表明,這些信號(hào)主要是由黏土礦物層間水未完全去除和有機(jī)質(zhì)核磁響應(yīng)引起。在計(jì)算核磁共振孔隙度時(shí),干燥巖心的核磁信號(hào)也將計(jì)算為總孔隙度的一部分,導(dǎo)致核磁共振孔隙度較其他柱塞樣孔隙度測(cè)量結(jié)果偏大。此外,核磁共振還可以檢測(cè)到頁(yè)巖閉孔中所含的H原子,閉孔也是導(dǎo)致核磁共振孔隙度測(cè)量結(jié)果偏大的原因之一。不管采用哪種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法,R203-1號(hào)樣品的孔隙度本身大于R203-4號(hào)樣品的孔隙度,所以R203-1號(hào)樣品在不同狀態(tài)下的核磁強(qiáng)度大于R203-4號(hào)樣品的核磁強(qiáng)度。此外,R203-1號(hào)樣品的黏土含量也大于R203-4號(hào)樣品的黏土含量,其黏土晶間的束縛水含量也相對(duì)較高。

表2 不同方法柱塞樣孔隙度測(cè)量結(jié)果

圖2 樣品R203-1有機(jī)孔(a)、 無(wú)機(jī)孔(b)及微裂縫(c)電鏡觀測(cè)結(jié)果Fig.2 Electron microscopic observations of organic pores(a), inorganic pores(b) and micro fractures(c) in sample R203-1

圖3 巖心R203-1(a)和R203-4(b)在不同干燥溫度下的核磁T2譜Fig.3 NMR T2 spectra of cores R203-1(a) and R203-4(b) at different drying temperatures

3.1.3 氦孔隙度測(cè)量結(jié)果分析

氦孔法在常規(guī)巖心孔隙度測(cè)量中應(yīng)用廣泛,但測(cè)量的頁(yè)巖孔隙度與其他方法相比結(jié)果大大偏小(表2)。由于頁(yè)巖發(fā)育大量微納米孔隙,氦孔法飽和壓力較低,氦氣難以進(jìn)入將其飽和,為此開展了不同注入壓力下的氦孔隙度測(cè)量。圖4顯示,當(dāng)注入壓力逐漸升高時(shí),氦孔隙度逐漸增大,尤其是在2 MPa之前,孔隙度增加比較明顯。由圖5可知,在0.20~2.07 MPa氣體注入壓力下,氣體進(jìn)入孔隙空間所需時(shí)間更長(zhǎng),孔隙度也隨注入壓力的增加而增大,可見隨著注入壓力增大,氦氣分子可進(jìn)入更多微小孔隙。頁(yè)巖中微小孔隙數(shù)量多,但孔隙體積占比小,使得注入壓力小于1 MPa之前,孔隙度增加明顯;而在1~2 MPa注入壓力下,孔隙度增加緩慢。由于頁(yè)巖孔隙細(xì)小,氦氣分子在較小的注入壓力下難以充分飽和,導(dǎo)致氦氣孔隙度較液體飽和及核磁共振孔隙度偏小。增大注入壓力(3 MPa)后的氦氣孔隙度仍較飽和鹽水的孔隙度小,表明影響氦氣孔隙度測(cè)量結(jié)果的影響因素不僅僅只有注入壓力。對(duì)比氦孔隙度與液體飽和法測(cè)量流程發(fā)現(xiàn):飽和液體前,樣品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間抽真空處理;而氦孔法沒(méi)有對(duì)樣品進(jìn)行抽真空,樣品孔隙中有氣體存在,占據(jù)了部分孔隙空間。此外,頁(yè)巖平均孔喉半徑較小[29-30]、比表面大,對(duì)空氣和甲烷分子具有較強(qiáng)的吸附能力,也將造成氦孔隙度測(cè)量結(jié)果偏低。

圖4 氦孔隙度與注入壓力的關(guān)系Fig.4 Relationship between helium porosity and injection pressure

頁(yè)巖黏土礦物含量高,孔隙類型復(fù)雜多樣,孔喉細(xì)小、比表面大,礦物和有機(jī)質(zhì)的潤(rùn)濕性差異大,對(duì)氣體分子的吸附能力較強(qiáng),導(dǎo)致核磁共振孔隙度和液體飽和法孔隙度結(jié)果大于氦孔隙度。氦孔隙度偏低的原因主要為:(1)注入壓力過(guò)低;(2)測(cè)量樣品前未對(duì)樣品抽真空。為準(zhǔn)確測(cè)量頁(yè)巖孔隙度,需建立一套抽真空和高壓飽和氦氣的實(shí)驗(yàn)方法。

3.2 碎樣孔隙度測(cè)量結(jié)果分析

3.2.1 粉碎粒徑的影響

為了與柱塞樣孔隙度測(cè)量結(jié)果對(duì)比,選取2 MPa作為飽和壓力,理由是注入壓力小于2 MPa時(shí),柱塞樣孔隙度測(cè)量結(jié)果變化非常明顯,而大于2 MPa后測(cè)量結(jié)果基本不變。與常規(guī)砂巖相比,氣體分子難以快速進(jìn)入頁(yè)巖納米孔隙,也需要更長(zhǎng)的平衡時(shí)間[31-32],樣品粒徑不同,飽和平衡時(shí)間也不同。圖6顯示,當(dāng)粒徑大于5 mm時(shí),測(cè)量孔隙度值隨粒徑的減小而增大;當(dāng)粒徑小于5 mm時(shí),孔隙度測(cè)量值趨于穩(wěn)定。粒徑較大(大于5 mm)的樣品在相同的注入壓力條件下,氦氣分子完全進(jìn)入頁(yè)巖納米孔隙空間相對(duì)困難,使測(cè)量孔隙度偏小。

圖5 樣品R203-1不同注入壓力與平衡時(shí)間關(guān)系Fig.5 Relationship between different injection pressures and balance time of sample R203-1

圖6 粉碎粒徑與氦孔隙度測(cè)量結(jié)果關(guān)系Fig.6 Relationship between crushed particle size and helium porosity

當(dāng)樣品被粉碎至一定程度后,氦氣分子能有效進(jìn)入納米孔隙中,測(cè)量的氦孔隙度值才具有較高的真實(shí)性。此外,6個(gè)樣品本身的孔隙度大小和有機(jī)碳含量不同導(dǎo)致圖6中曲線不同??紫抖群陀袡C(jī)碳含量越大,粉碎樣品的孔隙度也越大。

粉碎至較小的粒徑是否會(huì)破壞巖心的孔隙結(jié)構(gòu),使測(cè)量孔隙度值偏小?換言之,粉碎程度越高,測(cè)量結(jié)果是否越精確?因此,在粉碎過(guò)程中必須考慮對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的破壞作用。頁(yè)巖顆粒骨架主要由黏土和泥沙壓實(shí)成巖,其粒徑分布在30~60 μm[33]。根據(jù)美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)(American Society for Testing and Materials,ASTM)粒徑分類標(biāo)準(zhǔn),細(xì)沙類被分為黏土和泥沙兩類,對(duì)應(yīng)的粒徑應(yīng)小于0.074 mm,可通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)篩目數(shù)為200目[18],故巖心粉碎的粒徑必須大于顆粒粒徑才能保證孔隙不被破壞。圖6顯示,當(dāng)粒徑分布在0.25~0.15 mm時(shí),出現(xiàn)孔隙度減小的現(xiàn)象,表明巖心粉碎至0.25 mm可能破壞巖心孔隙結(jié)構(gòu)。因此,頁(yè)巖樣品粉碎至粒徑為5~0.25 mm時(shí)測(cè)量的氦孔隙度更接近于巖石的總孔隙度。

3.2.2 振實(shí)壓力和振實(shí)次數(shù)的影響

碎樣外觀總體積也是影響氦孔隙度準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵因素。本論文采用“填積法”實(shí)現(xiàn)了對(duì)碎樣外觀體積的測(cè)量。為增強(qiáng)外觀總體積測(cè)量結(jié)果的可靠性,選擇已知體積的標(biāo)準(zhǔn)鋼塊進(jìn)行體積標(biāo)定,分析不同振實(shí)壓力和不同振實(shí)次數(shù)條件下的鋼塊體積。圖7顯示,當(dāng)振實(shí)壓力大于80 N后,測(cè)量的外觀體積基本不變;振實(shí)次數(shù)大于5次后,測(cè)量的外觀體積較為可信。因此可選取100 N的振實(shí)壓力和10次振實(shí)次數(shù)來(lái)標(biāo)定5塊已知體積的標(biāo)塊體積,測(cè)量結(jié)果與已知結(jié)果具有較高的一致性(圖8)。

因此,注入壓力為2 MPa,粉碎粒徑為5~0.25 mm,振實(shí)壓力為100 N,振實(shí)次數(shù)為10次條件下測(cè)量的巖石氦孔隙度可認(rèn)為是頁(yè)巖巖石的總孔隙度。

3.3 柱塞樣與碎樣氦孔隙度差異分析

部分學(xué)者認(rèn)為,在巖心粉碎過(guò)程中絕大部分死孔隙或不連通孔隙被打開,使其變?yōu)榭蛇B通孔隙,增加了有效孔隙度[34]。然而,楊巍等[35]采用邊長(zhǎng)為2cm的塊狀頁(yè)巖樣品進(jìn)行研究,指出在樣品粉碎過(guò)程中可以增加有效孔隙體積,但頁(yè)巖有效孔隙的主要貢獻(xiàn)者仍然為大孔、中孔和微裂縫,在打開44.36%。由此可知,柱塞樣與碎樣之間的孔隙度差異主要源于頁(yè)巖孔隙連通程度的差異,柱塞樣樣品粒徑較大,很多孤立孔隙或非連通孔隙將無(wú)法被氦氣分子探測(cè),導(dǎo)致孔隙度偏??;將樣品粉碎可有效減小孔隙未連通的盲區(qū),增大氣體探測(cè)孔隙空間,從而測(cè)量巖石中的總孔隙空間,包含連通部分和不連通部分。

圖7 測(cè)量標(biāo)塊外觀總體積與振實(shí)壓力和振實(shí)次數(shù)的關(guān)系Fig.7 Relationship between standard block volume and compaction pressure and times

圖8 標(biāo)塊的測(cè)量體積與真實(shí)體積的關(guān)系Fig.8 Relationship between measured and real volumes of standard blocks

死孔隙的同時(shí),大孔、中孔和微裂縫將受到不同程度的破壞,使有效孔隙體積減小。該實(shí)驗(yàn)研究證明邊長(zhǎng)為2 cm的塊狀樣品不能完全打開不連通孔隙,氣體分子不能完全進(jìn)入有機(jī)孔和閉孔。前文已得出頁(yè)巖樣品粉碎至粒徑為5~0.25 mm并不會(huì)破壞巖石的顆粒結(jié)構(gòu),孔隙并不會(huì)因此而遭受損失。圖9顯示,粒徑為2.00~0.25 mm碎樣氦孔隙度遠(yuǎn)大于柱塞樣氦孔隙度(注入壓力為2MPa),其差值分布在0.65%~2.40%,占總孔隙度的11.21%~圖10顯示,柱塞樣氦孔隙度與有機(jī)碳含量和黏土礦物含量明顯正相關(guān),實(shí)驗(yàn)樣品的有機(jī)質(zhì)孔隙是氦孔隙度的主要貢獻(xiàn)者。將巖心粉碎至2.00~0.25 mm后,大量不連通的孔隙被打開,碎樣氦孔隙度與有機(jī)碳含量的相關(guān)性比柱塞樣更大,表明頁(yè)巖中大量不連通孔隙主要存在于有機(jī)質(zhì)內(nèi)。碎樣氦孔隙度與柱塞樣氦孔隙度相差越大,反映了頁(yè)巖樣品中孔隙發(fā)育程度越復(fù)雜。相關(guān)文獻(xiàn)已證實(shí)頁(yè)巖中發(fā)育大量的不連通孔隙[36-37],在粉碎過(guò)程中被打開[38-40]。故通過(guò)研究認(rèn)為,柱塞樣孔隙度通常表達(dá)連通孔隙的信息,而碎樣孔隙度代表頁(yè)巖總孔隙度的信息。

圖9 柱塞樣與碎樣(2.00~0.25 mm)氦孔隙度對(duì)比Fig.9 Comparison of helium porosity between plug samples and crushed samples (2.00-0.25 mm)

4 孔隙度差異對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)的啟示

頁(yè)巖儲(chǔ)層礦物組分復(fù)雜,孔隙類型多樣,孔喉細(xì)小、比表面大,礦物和有機(jī)質(zhì)的潤(rùn)濕性差異大,對(duì)氣體分子的吸附能力較強(qiáng),使其有效開發(fā)極具挑戰(zhàn)性。研究表明,頁(yè)巖除了發(fā)育連通孔隙外,還發(fā)育大量不連通孔隙,最高可占頁(yè)巖樣品總孔隙體積的44.36%。為了實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣高效開采,就必須考慮將這部分不連通孔隙變成連通孔隙,才能有效提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量。

大型水力壓裂技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)高效開采的主要技術(shù)手段[41-44]。水力壓裂技術(shù)主要是通過(guò)高壓使巖石破碎,并形成大量網(wǎng)狀縫,以提高頁(yè)巖氣的流動(dòng)能力。因此,有效的體積改造與縫網(wǎng)改造程度將決定單井頁(yè)巖氣產(chǎn)量。在壓裂過(guò)程中大量的壓裂液注入地層并與頁(yè)巖基質(zhì)相互作用,可形成大量網(wǎng)狀縫。大量的網(wǎng)狀裂縫與頁(yè)巖基質(zhì)接觸后便能有效增加頁(yè)巖的泄氣體積,但不能完全釋放不連通孔隙中的天然氣。由于不連通孔隙主要存在于有機(jī)質(zhì)和黏土礦物中,為了有效釋放這部分孔隙中的天然氣,需提高頁(yè)巖儲(chǔ)層整體可改造能力,以創(chuàng)造更多的孔隙空間或裂縫空間,提高縫網(wǎng)與有機(jī)質(zhì)和黏土礦物的接觸面積,為壓裂液與有機(jī)質(zhì)和黏土礦物相互作用提供更多的空間和機(jī)會(huì)。為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣高效開發(fā),可考慮在壓裂液中添加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)劑,改造有機(jī)質(zhì)和黏土礦物結(jié)構(gòu),釋放不連通孔隙中的頁(yè)巖氣,以提高頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量和頁(yè)巖氣采收率。

圖10 柱塞樣和碎樣氦孔隙度與有機(jī)碳含量和黏土礦物含量的關(guān)系Fig.10 Relationship between helium porosity and TOC content and clay mineral content both in plug samples and crushed samples

5 結(jié)論

(1)頁(yè)巖儲(chǔ)層礦物組分復(fù)雜,孔隙類型多樣,孔喉細(xì)小、比表面大,礦物和有機(jī)質(zhì)的潤(rùn)濕性差異大,對(duì)氣體分子的吸附能力較強(qiáng),導(dǎo)致核磁共振孔隙度和液體飽和法孔隙度(油、鹽水)測(cè)量的柱塞樣孔隙度誤差相對(duì)較大。若黏土礦物含量較低時(shí),可采用飽和鹽水的方法測(cè)量頁(yè)巖柱塞樣孔隙度。而氦孔隙度偏低的原因主要為注入壓力過(guò)低和測(cè)量樣品前未對(duì)樣品抽真空。

(2)碎樣氦孔隙度影響因素主要為粉碎粒徑、振實(shí)壓力及振實(shí)次數(shù)。實(shí)驗(yàn)研究表明,注入壓力為2 MPa時(shí),在粉碎粒徑為5.00~0.25 mm、振實(shí)壓力為100 N、振實(shí)次數(shù)為10次的測(cè)量條件下,測(cè)量的碎樣氦孔隙度更接近于頁(yè)巖樣品的總孔隙度。

(3)頁(yè)巖中大量的不連通孔隙導(dǎo)致碎樣氦孔隙度與柱塞樣氦孔隙度之間存在較大差異。柱塞樣氦孔隙度無(wú)法表達(dá)不連通的孔隙信息。柱塞樣經(jīng)粉碎后大量不連通孔隙被打開,因此,柱塞樣氦孔隙度為連通孔隙度,碎樣氦孔隙度可視為頁(yè)巖總孔隙度。

(4)不連通孔隙主要存在于有機(jī)質(zhì)中,少量存在于黏土礦物中。兩者差值大小在某種程度上可反映頁(yè)巖樣品中孔隙發(fā)育程度的復(fù)雜性。可在壓裂液中添加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)劑,改造有機(jī)質(zhì)和黏土礦物結(jié)構(gòu),釋放不連通孔隙中的頁(yè)巖氣,以提高頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量和頁(yè)巖氣采收率。

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