热-流-固耦合作用下页岩气储层渗透率的演化机制

摘要：

为了研究热-流-固耦合作用下页岩渗透率的演化机制,考虑热解吸、有效应力和热膨胀对页岩渗透率的影响,提出了页岩的有效应力-渗透率模型,该模型能够分析吸附应变和热膨胀应变对页岩渗透率的影响机制.基于该模型和多孔介质弹性理论,建立了单轴应变条件下页岩气储层的热解吸渗透率模型,该模型能够探讨页岩渗透率随温度和孔隙压力的演化规律.利用室内实验观测的页岩岩样渗透率实验数据,验证了该模型的有效性和准确性.结果表明:(1)热解吸渗透率模型能较好地拟合恒压变温条件下的Marcellus页岩渗透率.(2)探讨了恒温条件下页岩渗透率随孔压的演化机制,发现恒温条件下渗透率的演化规律呈"U形",温度越高,渗透率随孔压下降的反弹现象越不明显.(3)分析了恒压条件下页岩渗透率随温度的演化机制,发现恒压条件下渗透率随温度的演化规律呈"倒U形",孔隙压力越大,温度对渗透率的影响越小.(4)分别在恒温和恒压条件下对热解吸渗透率模型进行敏感性分析,发现泊松比越大,渗透率比值梯度越大,孔隙体积模量越大,渗透率比值梯度越小.恒压条件下,当线胀系数大于临界值或朗缪尔体应变小于临界值,渗透率的演化规律不呈现"倒U形".恒温条件下,当朗缪尔体应变小于临界值时,渗透率的演化规律不呈现"U形".

关键词：热-流-固耦合、页岩渗透率、热解吸、有效应力、吸附应变

所属期刊栏目：37

分类号：O354.9;TP028.8(流体力学)

资助基金：安徽省教育厅科研基金;安徽省教育厅科研基金

在线出版日期：2023-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：168-178