页岩储层裂隙渗透率模型和试验研究
页岩储层的裂隙渗透率是评价页岩气开采的重要参数,基于裂隙法向刚度的概念,考虑页岩储层变形过程中裂隙系统和基质系统之间的相互作用以及页岩气解吸引起的体应变,提出了与有效应力相关的页岩储层的渗透率模型.然后分别分析了页岩气藏在单轴应变和常体积条件下的渗透率模型,分析表明,单轴应变和常体积条件下(3个方向的总应变都为0)的裂隙渗透率模型完全一致.采用脉冲衰减渗透率仪测试了煤系页岩的裂隙渗透率,当有效应力从0.7 MPa增加到14.5 MPa时,渗透率从41.81×10-17m2降到5.43× 10-17m2.为了阐述渗透率模型的有效性,利用煤系页岩的渗透率数据对有效应力-渗透率模型进行拟合.结果表明,当裂隙的法向刚度、张开度和煤系页岩的初始渗透率分别为57 922.5 MPa/m、0.000 17 m和50.15×10-17m2时,有效应力-渗透率模型和煤系页岩的渗透率拟合程度较好.然后利用现场渗透率数据对该模型进行拟合,结果表明,当裂隙的法向刚度和张开度的关系符合反比例函数时,拟合程度非常好.该渗透率模型适合于单轴应变、常体积和常围压条件,可用于描述页岩气开采过程中页岩储层裂隙渗透率随孔隙压力的变化规律.同时,该渗透率模型和P&M模型以及S&D模型进行了比较,结果表明,该渗透率模型的拟合结果与S&D模型基本一致,但与P&M模型存在一定的差别.
煤系页岩、基质收缩、双重孔隙介质、裂隙渗透率、裂隙法向刚度
36
TU411(土力学、地基基础工程)
江苏省2013年度普通高校研究生科研创新计划CXLX13_934;国家“973计划”No.2015CB251600;江苏省自然科学基金No.BK20141125.
2015-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
719-729
