黔北地区页岩孔隙结构特征及水渗流演化规律研究

发布时间：2024-04-09 02:46

　　为探究页岩孔隙结构特征以及水渗流演化规律,以黔北地区牛蹄塘组页岩为研究对象,首先采用低温液氮吸附试验以及高压压汞试验分析页岩内部微观孔隙结构特征,然后在恒定围压、轴压条件下利用三轴渗流装置进行了不同有效应力条件下的三轴渗流试验,探讨页岩有效应力与渗透率之间的关系,建立了考虑孔隙结构和压缩特性联动影响的页岩渗透率模型,并通过与初始渗透率受应力状态下的页岩渗透率模型对比分析验证其合理性。结果表明:黔北地区牛蹄塘组页岩是一个从微孔到大孔的连续分布体系,5种页岩的吸附-脱附等温曲线其类型与IUPAC分类中的Ⅳ型最为接近而且进汞-退汞曲线形态近似,大孔的类型以一端封闭的不透气孔为主,中孔则以两端开放的毛细孔等开放型孔为主,微孔主要以细颈广体孔和墨水瓶孔为主;页岩孔径分布复杂,含有大量的微孔和中孔,其中微孔和中孔提供了大部分孔比表面积,而大孔则是孔体积的主要贡献者;在相同围压、轴压条件下,页岩渗透率随着有效应力的增大呈逐渐减小的趋势,且渗透率和有效应力呈指数函数关系;考虑孔隙结构和压缩特性联动影响的页岩渗透率模型计算曲线与渗透率试验所测的数据基本吻合,且能很好反映恒定围压、轴压条件下有效应力与渗透...

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【部分图文】：

图2进汞-退汞曲线

由图1、图2可知:5种页岩(FC1-FC5)的吸附-脱附曲线在形态上稍有差别，但整体上呈反S型[16]。其类型与Ⅳ型最为接近[17]。相对压力小于0.4时，曲线呈相对平缓的变化趋势。这主要是由于相对压力较小时，相应的吸附势能也就小导致吸附量增长缓慢。当相对压力大于0.4时，吸附和....

图3比表面积随平均孔径的变化曲线

由图3和表1可知:页岩的孔比表面积范围为2.34～20.26m2/g，平均孔比表面积为10.20m2/g，微孔比表面积占总比表面积的52.22%～80.65%，平均占比59.40%;微孔和中孔的比表面积占比高，为页岩提供了主要的比表面积，是页岩气体的主要吸附场所[19]。页岩....

图4增量孔体积、累计孔体积与平均孔径分布关系

由图4、图5和表1可知:页岩孔径分布广泛，从2～250nm都有分布，中孔峰值在4～8nm，大孔峰值在100～150nm;页岩的孔体积为0.024～0.041cm3/g，平均孔体积为0.03cm3/g，微孔孔容占总孔容的1.92～14.09%，平均占比8.05%，说明微孔不....

图5增量孔体积与平均孔径分布关系(压汞)

图4增量孔体积、累计孔体积与平均孔径分布关系4渗透率模型验证

本文编号：3949195