頁巖氣擴散實驗與數學模型

作者：陳璐,胡志明,熊偉,端祥剛,常進

摘要：在地層條件下,頁巖氣流動狀態受多尺度效應影響,包含黏性流、擴散流以及滑脫流等,氣體的產出是多種機制協同作用的結果,前人提出的擴散模型已不能準確地描述頁巖氣在基質中的擴散行為。為了定量表征頁巖氣擴散能力的影響因素,揭示氣井在全生命周期開發過程中的流動規律以及對產能的影響,利用自主研發的高溫高壓近平衡態實驗系統,開展了頁巖氣在0~1 MPa微壓差條件下的流動實驗,并提出一種綜合考慮滲透率、溫度與壓力的擴散系數計算方法,成功地運用于川南地區五峰組-龍馬溪組頁巖中,指出該地區優質儲層擴散產量成為主控因素時臨界開發壓力為4.5 MPa,對于頁巖氣井產能評價以及擴散能力的表征有重要的意義。通過實驗結果與理論分析表明,擴散在高溫、低滲、低壓力條件下會有更高的分配系數,考慮了基質滲流能力的擴散系數模型能更好地運用在實際流動中,忽略擴散的影響將對產能計算帶來較大誤差。

發文機構：中國科學院大學 中國科學院滲流流體力學研究所 中國石油勘探開發研究院

關鍵詞：頁巖氣擴散流動流動實驗影響因素廣義擴散模型Shale gasDiffusion flowFlow experimentInfluence factorGeneralized diffusion model

分類號： TE31[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]