邓 佳 吕子健 张 奇 宋付权 , 李久江 赵广杰

* (郑州大学力学与安全工程学院,郑州 450001)

† (中石化西北油田分公司采油三厂,新疆库车 842000)

** (浙江海洋大学石油化工与能源工程学院,浙江舟山 316022)

引言

随着全球能源需求的不断增加,非常规油气资源的开发利用成为解决能源危机的有效途径[1-2].页岩气是一种重要的非常规油气资源,其主要分布在中国、阿根廷、美国等地区,中国页岩气资源分布广泛[3],如图1,并且经探明其可采资源量达36 万亿立方米,占全球页岩气可采资源量的20%,居世界首位[4].

图1 中国页岩气资源分布[3]Fig.1 Distribution of shale plays in China[3]

页岩气的成藏模式属于典型的“自生自储、原地成藏”,其构成成份主要以甲烷为主(70%～ 90%),另外还含有少量其他轻质烃等.页岩气赋存形态主要有两种:一种是游离气,通常赋存于基质裂缝和粒间孔隙中;另一种是吸附气,通常吸附在无机物或有机质表面,其中吸附态气体比例占总气量的20%～80%.此外由于部分页岩储层含水,所以有部分页岩气以溶解气赋存于水中[5,6].页岩储层基质构成复杂,含有丰富的有机质和不同比例的无机矿物,主要包含有机物(干酪根)、黏土矿物(高岭石、伊利石等)、石英、方解石、黄铁矿等[7-9],由于纳米孔的丰富,其构成的孔隙结构复杂且跨度大,一般可将页岩孔隙分为微孔(＜ 2 nm)、中孔(2～ 50 nm)、大孔(＞ 50 nm)3 类[10-11].孔隙结构对页岩油气的赋存状态和储集能力有重要影响[12].Zhang 等[13]研究了页岩储层的孔隙特征,发现95.6%的页岩孔隙是纳米级孔隙,其中孔径在2～ 50 nm 的中孔约占76%.页……