孔隙网络对页岩储层自吸特征的影响与应用

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengjikun
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页岩气储层渗透率普遍很低,孔隙连通性差,大规模水力压裂是一种普遍采用的提高页岩气产能的技术手段。压裂后大量滞留在储层中的压裂液是否会产生严重的水锁伤害是需要研究的重要问题。页岩储层微纳米孔隙发育,强毛管力会引起明显的自发渗吸效应。由于页岩微观孔隙结构复杂,渗吸特性与常规储层差异较大,受到影响因素多,其认识仍然不清,研究难度较大,本文主要研究孔隙网络结构对自发渗吸特性的影响规律。针对页岩储层的孔隙结构,本文首先建立了具有分形特征的孔隙网络自发渗吸模型。分析了孔隙度、储层润湿性、压裂液粘度、表面张力、孔喉迂曲度以及喉道孔径分布等因素对孔隙网络自发渗吸过程的影响规律,并推导了孔隙网络结构参数对无因次液体扩散速率的解析表达式,得到快速评价岩石自发渗吸特征的参数组合评价图版。进一步建立了自发渗吸实验评价装置,通过自发渗吸曲线,宏观上评价保靖页岩的自发渗吸特征,并与其它岩样进行了横向对比,其中使用自吸扩散速率和自吸指数分别表征岩样水锁自我解除的能力和孔隙网络连通性。最后引入CT技术,通过观测到的CT图像,对真实岩样孔隙网络进行提取,确定拓扑特征,并计算了分形参数,评价了保靖页岩和其它岩样的孔隙结构扩散液体的能力。结果表明,本文所建立的方法能够有效地评价孔隙结构的自发渗吸特性。页岩丰富的微纳米孔喉结构具有更强扩散能力以及水锁解除的潜力。当储层自发渗吸能力和扩散能力较强时,能够将封堵在气体主要流动通道中的压裂液扩散进基质,进而可能产生水锁伤害自我解除的效果。通过对保靖区块页岩和其它页岩横向比较得出保靖页岩吸水能力适中,在压裂作业后,有一定的水锁自我解除的能力。对于研究压裂液与储层的相互作用过程具有一定指导意义。
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