页岩气藏储层特征及开发机理综述.pdf

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1、第31卷第6期Vo1．3lNo．62012年11月Nov．20l2页岩气藏储层特征及开发机理综述郭平，王德龙，汪周华，黄凯，张小涛。，刘子雄(1．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都610500；2．中国石油长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安716000；3．中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院，成都610051；4．中海油服油田生产研究院，天津塘沽300450)G∞og摘要：页岩气藏属于含有大量吸附态天然气的致密性气藏，相比常规气藏有其独特之处，为了更有效地开发页岩气藏，在综述∞国内外大量研究成果基础上，介绍并分析了页岩

2、气藏的储集特征、孔渗特征及吸附一解吸规律解，页岩气微观运移方式、流态判断SC以及对产能的影响；指出页岩气与煤层气的解吸、微观运移特征有很大差异，因此，今后建立适合页岩气解吸的吸附模型、分析页质地．eC星岩气的微观运移机理、特征及影响产能的主控因素等问题值得进一步研究。关键词：页岩气；微观运移；解吸；扩散；渗流科旧中图分类号：P618。12文献标志码：A文章编号：1000—7849(2012)06—0118—06技目前美国和加拿大是页岩气规模开发的两个主藏开发中，基质的孔渗特征与裂缝的发育状况尤为情m要国家，2009年美国页岩气产量接近100

3、0亿m。，重要。国外页岩气藏岩样测试的统计表明，9O页报y超过我国常规天然气的年产量_l]，而我国处于页岩岩储层渗透率都低于150×10～肚m，主要分布在h气勘探开发的初期阶段。由于页岩气藏基质的孔隙54×10_。肚m左右，孔隙度在4～6之间；此外，m度、渗透率及孑L喉半径相比煤层气藏低很多口]，因还有研究表明裂缝有助于页岩中游离态天然气体积此二者的微观运移存在较大差异，笔者将对整个页的增加和吸附态天然气的解析，有机碳含量、石英含岩气的微观运移过程进行分析，以了解制约页岩气量等是影响裂缝发育的重要因素[1”]。页岩气藏具产能的主要微观流动过

4、程，为页岩气的合理生产提有吸附气量大、基质孔径小、渗透率特低、孔隙度较供微观流动描述。低等特征，对了解页岩气微观运移非常重要。l页岩气藏特征2页岩气解吸特征在页岩气系统中，页岩主要由有机物与无机物目前，在页岩气解吸实验方面，国外对页岩气吸混合组成，其中有机物(干酪根)的孔隙主要由微孔附一解吸评价采用煤层气吸附一解吸实验方法(容隙(孔径小于2nm)和中孔隙(孔径介于2～5Onm积法)。实验设备主要是美国TerraTek公司与之间)组成，平均孑L径小于5nm_5j；而无机物一般RavenRidegResource公司生产的等温吸附仪。页由蒙脱石

5、、伊利石、蛭石等矿物组成，孔径在200～岩气与煤层气解吸实验[1]结果表明，二者有较大差500nm之间。由于有机物孔隙占总孑L隙比例大，且别，煤层气的解吸过程，由于压力降低，煤层吸附气孑L径非常小，存在很大的壁面，因此大量天然气吸附发生解吸运移到煤层割理，形成气泡，气泡逐渐变大于有机物(干酪根)的外表面；部分天然气溶解于有致使其破裂，使煤层气释放出来(图1一A，B，c)。而机物(干酪根)的内部；剩余天然气则以游离态储存页岩气的解吸过程，由于压力降低，页岩气发生解于无机物粒间孔、微裂缝_7]。据国外统计分析：页岩吸，页岩表面形成无数小气泡，当

6、页岩气进一步解气藏中吸附气占2O～85，影响吸附气量的主要吸，由于页岩气组分、页岩矿物成分等的影响，页岩因素包括：有机质含量[叫(TOC)]、成熟度(R。)、孔气部分发生相变呈絮状，后期页岩气变为更加混浊隙度、地层厚度、地层压力、温度等。在页岩气的气态(图卜D，E，F)。收稿日期：2011—11—02编辑：禹华珍基金项目：油气藏地质与开发工程国家重点实验室开放基金项目(PLN一05ZLO01；PLN一05ZLO02)；国家科技重大专项(2008ZX05056O2～O2—03)作者简介：郭平(1965一)。男，教授，博士生导师，主要从事气田开

7、发、油气藏工程、注气提高油气采收率等方面的研究工作。Email：guopingswpi@vip．sina．CON第6期郭平等：页岩气藏储层特征及开发机理综述121式中：为分子的平均自由程；d为孔隙半径；ke为璃燃玻耳兹曼常数；为气体分子的碰撞半径；P为压力。箍根据克努森系数与压力关系可以判断流体的流髅态。．}}R随5页岩气微观运移对产能的影响在页岩气生产过程中，页岩气藏的采气速率受微观运移中的解吸一扩散及渗流过程控制。普遍认图5不同孔隙大小、压力对Knudsen系数K及流态的影响[413为在地层条件下，天然气在裂缝中的导流能力远大Fig．5

8、Differentporesize，theeffectsofpressureontheKnudsen于气体解吸能力与微孔扩散能力。因此控制页岩气coefficientandflo