不同應力條件下頁巖表觀滲透率模型試驗研究

陳 帥，李波波,2,3，李建華，任崇鴻

(1.貴州大學 礦業學院,貴州 貴陽 550025;2.貴州大學 喀斯特地區優勢礦產資源高效利用國家地方聯合工程實驗室,貴州 貴陽 550025;3.貴州省非金屬礦產資源綜合利用重點實驗室,貴州 貴陽 550025)

0 引 言

頁巖氣等非常規油氣資源作為新能源的有力補充，正日益受到重視[1]。滲透率作為影響頁巖氣抽采的重要參數，在頁巖氣抽采過程中受吸附變形、流體流態、應力應變等因素的影響。眾所周知，頁巖孔隙大小由納米到毫米不等[2]，不同尺度空間中氣體賦存方式和傳輸機理存在差異。因此，研究流體流態和應力耦合作用的頁巖表觀滲透率變化將對頁巖增透及提高采收率具有重要意義。

頁巖孔隙多以納米孔存在于有機質中，國際理論與應用化學聯合會(IUPAC)按納米孔隙尺度，將納米孔分為微孔(孔隙直徑<2 nm)、中孔(2～50 nm)和大孔(>50 nm)[3]。目前頁巖氣納米孔氣體傳輸機理的模型主要分為2種：一方面基于水動力連續性模型，修正滑脫邊界條件來考慮多種傳輸機理[4]。CIVAN等[5]提出考慮滑脫效應的經驗模型來表征氣體的流動，但未考慮努森擴散。BESKOK等[6]考慮連續流動、滑脫流動、過渡流動和努森擴散建立頁巖表觀滲透率模型，但經驗系數過多，壁面處氣體流速預測值偏大。WU等[7]在Beskok的研究基礎上考慮吸附氣和表面擴散的影響，建立氣體表觀滲透率模型。ANDERSON等[8]基于連續流動模型，修正滑脫邊界條件，建立頁巖氣復雜孔隙氣體傳輸模型。另一方面基于多種傳輸機理，按一定的貢獻權重系數進行疊加[4]。……