页岩纳米孔内超临界CO_2、CH_4传输行为实验研究

摘要

了解超临界CO_2、CH_4在页岩纳米孔内传输行为,是研究页岩储层超临界CO_2注入能力、注入后时空分布及提高页岩气藏采收率的基础。选用渗透率小于100nD的龙马溪组富有机质页岩基块岩样,利用岩芯流动实验装置通过监测岩芯入/出口端气体压力与混合气体(CO_2、CH_4)浓度变化,对比了页岩纳米孔内超临界CO_2、CH_4传输能力分析了传输能力差异的原因。结果表明:页岩纳米孔内超临界CO_2压力传递速率明显小于CH_4,实验结束后岩样口端二元混合气体组分中CH_4百分含量显著降低,证实页岩纳米孔内超临界CO_2传输能力显著低于CH_4,主要原因是超临界CO_2吸附能力更强、扩散一渗流能力更小以及超高密度特性表现出的非混相、活塞式驱替行为。基于以上识,选择某些压裂段注入超临界CO_2,而其他压裂段作为生产段,比单井"吞吐"方式(即注入—焖井—开井生产)更不利于驱替置换页岩纳米孔内游离态甲烷。