吴克柳 李相方 陈掌星

页岩气有机质纳米孔气体传输微尺度效应

吴克柳1,2李相方2陈掌星1,2

1.Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary 2.中国石油大学石油工程教育部重点实验室

页岩气有机质孔隙多为纳米尺度且气体赋存方式多样，因此页岩气有机质纳米孔中的气体存在多种传输机理，而如何建立能描述高压条件下所有传输机理的纳米孔体相气体传输模型、如何描述页岩有机质纳米孔表面扩散，以及确定表面扩散对气体传输贡献究竟有多大等则是目前亟待解决的难题。为此，综合考虑体相气体传输、表面扩散、真实气体、吸附层和应力敏感等微尺度效应的影响，建立了页岩气有机质纳米孔气体传输模型。研究结果表明：①通过滑脱流动和努森扩散加权叠加建立的体相气体传输模型能合理描述体相气体传输；②表面扩散是重要的传输机理，尤其在尺度小的纳米孔中，主宰了气体传输；③页岩气应力敏感效应不同于常规油气藏，其不仅与有机质力学属性、有效应力等有关，而且还与气体传输机理有关。结论认为，所建模型能够从室内低压条件直接推广到页岩储集层高压条件，能为页岩气生产动态分析、产能预测和生产制度制订提供指导。

页岩气 有机质孔隙 纳米级孔隙 微尺度 滑脱流动 努森扩散 表面扩散 应力敏感

据统计，世界页岩气资源量为636.283×1012m3，相当于煤层气和致密砂岩气的总和[1]。北美页岩气经济高效规模开发，成为北美天然气供应的重要来源，并引起全球天然气供应格局的重大变化[2]。……