有机质孔隙对页岩气流动能力影响研究

摘要

页岩中存在有机质孔隙和无机质孔隙，目前页岩气表观渗透率模型忽略了孔隙类型、孔隙半径分布对气体流动能力的影响．本文基于页岩二维剖光扫描电镜图像数值重建页岩三维数字岩心，并提取孔隙相中轴拓扑结构．根据地质上对有机质孔隙空间分布、有机质孔隙和无机质孔隙半径分布的认识．在对应孔隙喉道位置，充填满足对应孔隙半径分布以及空间分布关系的有机质孔隙和无机质孔隙，建立3种不同有机质孔隙分布模式的页岩孔隙网络模型：有机质孔隙条带状分布、有机质孔隙连片分布、有机质孔隙分散在无机质孔隙中．有机质孔隙中气体流动考虑吸附解吸、表面扩散、黏性流、努森扩散，无机质孔隙中气体流动考虑黏性流、努森扩散，气体性质计算考虑真实气体效应以及在微纳米孔道中相态变化．结果表明，当有机质孔隙半径分布小于无机质孔隙半径分布，有机质孔隙成条带状分布模型气体流动能力最强，有机质孔隙连片分布模型气体流动能力最弱．当有机质孔隙半径分布大于无机质孔隙半径分布，有机质孔隙成条带状分布模型气体流动能力最强，有机质孔隙分散在无机质孔隙模型气体流动能力最弱．本文的研究对认识页岩气流动能力具有显著意义．