页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输机理及流态实验

• 作者: 刘杰 张永利 李英杰 杨新乐 胡志明
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 页岩气 储集层 纳米级孔隙 气体质量传输 气体流态 表观渗透率模型 滑脱流 努森扩散 斐克扩散
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 开发工程
• 页码范围: 87-95
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2018.12.010

摘要

为了探究页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输方式、机理、气体流态,以及页岩表观渗透率的合理表示方法,首先基于前人的研究成果,从微观和宏观的角度综合分析了页岩纳米孔隙中气体的质量传输机理;然后通过开展致密页岩中气体渗流实验,对纳米孔隙中气体的真实流态进行了分析,讨论了孔隙尺寸、压力等参数对页岩渗透率的影响;进而对不同页岩表观渗透率模型进行了比较,探讨了其合理的表示方法.研究结果表明:①页岩纳米孔隙中游离气质量传输方式主要为滑脱流、努森扩散及斐克扩散,吸附气质量传输方式主要为表面扩散,气体流态为滑脱流或过渡流,不存在连续流,并且孔隙越小、压力越低,滑脱流越弱,努森扩散越强;②在相同的实验条件下,Darcy渗透率最低,B-K表观渗透率和Civan表观渗透率非常接近,Klinkenberg表观渗透率居中,APF表观渗透率与Wu表观渗透率最高且出现了曲线交替;③在Wu表观渗透率中,滑脱流在滑脱区和过渡区都是气体质量主要的传输方式;④在APF表观渗透率中,滑脱流是滑脱区气体质量主要的传输方式,而努森扩散则是过渡区气体质量主要的传输方式.