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考虑吸附滞后的页岩气藏流动物质平衡方程

2022-05-21张茂林张娴杨龙张艺钟

长江大学学报(自科版) 2022年4期

张茂林,张娴,杨龙,张艺钟

1.长江大学石油工程学院,湖北 武汉 430100 2.非常规油气省部共建协同创新中心(长江大学),湖北 武汉 430100

页岩气直接产于烃源岩中,自生自储、连续成藏[1]。由于储集条件特殊,页岩气以吸附、游离、溶解3种相态存在。长久以来,国内外许多学者基于气体吸附和解吸为物理可逆过程,通过物质平衡法评价页岩气藏储量计算,预测可采储量[2]。KING[3]考虑吸附气推导了一种用于非常规气藏的物质平衡方法;MOGHADAM等[4]提出了一种更广义的适用于所有气藏的物质平衡方程,该方法通过改正气体偏差因子来实现;刘铁成等[5]推导的单组分页岩气藏物质平衡方程考虑了基质体系和裂缝体系;王怀龙等[6]根据双重孔隙介质和吸附相体积建立了页岩物质平衡方程;LOPEZ等[7]发现干酪根中的溶解气也是重要的储气机制,忽略溶解气将导致储量计算的不准确;OROZCO等[8]考虑固态干酪根中的溶解气,建立了物质平衡方程。上述方法虽然相对于KING[3]方法有一定改进,但是均未考虑吸附滞后效应。

另一方面,当地层压力降低时吸附气解吸产生的气体是生产后期的主要产气形式[9]。正如气体吸附用于页岩气藏储量计算,气体解吸对于储层中的气体运移以及生产也至关重要[10]。TAGHAVINEJAD等[11]、YANG等[12]也指出气体吸附和解吸作用在页岩气藏渗流模拟中的重要性。PIERCE等[13]最早提出了解吸过程存在滞后现象,认为与毛细管凝结有关;BELL等[14]研究了几种煤样的吸附(增压)和解吸(减压)等温线发现2个吸附节点不同,从而证实了存在滞后效应;……

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