海陆过渡相页岩孔隙有效性及其对页岩气扩散的影响 ————以南华北盆地二叠系页岩为例
发布时间：2023-05-28 09:35
作为天然气在页岩中的主要储集和运移空间的微孔隙(缝),其结构特征对天然气在页岩中的扩散行为发挥着主控作用。前人对于页岩孔隙结构已经获得大量的认识,但对于页岩孔隙有效性及孔隙对页岩气的扩散行为影响研究非常薄弱。研究选取南华北盆地二叠系海陆过渡相页岩作为研究对象,采用定性观察、实验测试、拟合计算以及相关性分析的手段和方法对页岩孔隙有效性以及页岩气扩散行为进行了研究。南华北盆地二叠系过渡相页岩微观孔隙包括粒内孔、粒间孔、有机孔以及裂缝,粒间孔分为颗粒棱角支撑和粗糙颗粒边缘支撑两种类型。粒内孔主要发育在方解石、黄铁矿、黏土矿物以及金红石内。金红石具有多孔结构,对部分南华北盆地二叠系页岩具有较高孔隙贡献。过渡相页岩有机质中的宏孔和介孔发育在塑性较强的有机质中,受到有机质类型和可溶矿物的共同控制,微孔则在所有类型有机质中均有发育。通过不同损伤样品的对比观察,总结了天然裂缝的结构特征。对比发现微孔孔容受损伤程度影响较小,介孔孔容则随损伤程度的增加而增加,宏孔孔容则表现为无规则变化特征。结合主控因素拟合分析提出了计算页岩有效微孔经验公式,指出了过渡相页岩中微孔受到有机质和黏土矿物主控,介孔受到伊利石和...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
1.1 研究背景
1.2 页岩孔隙结构研究现状
1.2.1 孔隙研究手段
1.2.2 页岩孔隙分类
1.3 海陆过渡相页岩孔隙研究现状
1.3.1 海陆过渡相页岩孔径分布
1.3.2 海陆过渡相页岩孔隙类型
1.4 页岩孔隙有效性研究
1.4.1 有效孔隙定义
1.4.2 含水对孔隙有效性研究影响
1.4.3 损伤对孔隙有效性研究影响
1.5 页岩气扩散行为研究现状
1.5.1 页岩气含量主控因素
1.5.2 页岩气扩散研究
1.6 存在问题
1.7 研究目的与意义
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究意义
1.8 研究内容、技术路线及完成的主要工作量
1.8.1 研究内容
1.8.2 技术路线
1.8.3 完成的主要工作量
1.9 主要创新点
2 样品信息及实验方法
2.1 页岩样品
2.2 孔隙结构研究方法
2.2.1 孔隙类型
2.2.2 孔隙定量研究
2.3 含气量实验
2.3.1 等温吸附实验
2.3.2 现场解吸实验
3 过渡相页岩孔隙类型与分布
3.1 海陆过渡相页岩孔隙类型
3.1.1 矿物基质孔
3.1.2 有机孔
3.2 微观裂缝发育与分布
3.2.1 构造裂缝
3.2.2 非构造裂缝
3.3 天然裂缝识别
3.4 孔隙有效性定性分析
3.4.1 有效储气孔隙
3.4.2 扩散有效孔隙
4 页岩孔隙有效性定量研究
4.1 流体注入法理论
4.1.1 气体吸附法测试孔隙结构模型
4.1.2 压汞法测试孔隙结构模型
4.1.3 气体吸附实验误差标定
4.2 孔隙有效性研究方法
4.2.1 孔隙有效性分析原理
4.2.2 孔隙结构变化分析
4.3 孔隙有效性
4.3.1 微孔有效性
4.3.2 介孔有效性
4.3.3 宏孔有效性
4.4 孔隙有效性定量分析
4.4.1 有效储气孔隙
4.4.2 有效扩散孔隙
5 页岩中天然气扩散行为
5.1 页岩中的天然气扩散行为
5.1.1 扩散机理
5.1.2 扩散模型
5.1.3 等温吸附实验结果
5.1.4 解吸实验结果
5.2 扩散速率及其影响因素
5.2.1 扩散速率拟合
5.2.2 扩散速率影响因素
5.3 孔隙对扩散行为的影响
5.3.1 微孔对扩散行为的影响
5.3.2 介孔对扩散行为的影响
6 页岩损失气量计算
6.1 基于天然气扩散行为的页岩损失气量计算原理和方法
6.1.1 基于单孔扩散模型计算
6.1.2 基于双一阶扩散模型计算
6.2 页岩损失气量计算结果对比
6.3 问题讨论
6.3.1 存在问题
6.3.2 改进方向与建议
7 结论与认识
参考文献
致谢
附录
本文编号：3824381
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
1.1 研究背景
1.2 页岩孔隙结构研究现状
1.2.1 孔隙研究手段
1.2.2 页岩孔隙分类
1.3 海陆过渡相页岩孔隙研究现状
1.3.1 海陆过渡相页岩孔径分布
1.3.2 海陆过渡相页岩孔隙类型
1.4 页岩孔隙有效性研究
1.4.1 有效孔隙定义
1.4.2 含水对孔隙有效性研究影响
1.4.3 损伤对孔隙有效性研究影响
1.5 页岩气扩散行为研究现状
1.5.1 页岩气含量主控因素
1.5.2 页岩气扩散研究
1.6 存在问题
1.7 研究目的与意义
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究意义
1.8 研究内容、技术路线及完成的主要工作量
1.8.1 研究内容
1.8.2 技术路线
1.8.3 完成的主要工作量
1.9 主要创新点
2 样品信息及实验方法
2.1 页岩样品
2.2 孔隙结构研究方法
2.2.1 孔隙类型
2.2.2 孔隙定量研究
2.3 含气量实验
2.3.1 等温吸附实验
2.3.2 现场解吸实验
3 过渡相页岩孔隙类型与分布
3.1 海陆过渡相页岩孔隙类型
3.1.1 矿物基质孔
3.1.2 有机孔
3.2 微观裂缝发育与分布
3.2.1 构造裂缝
3.2.2 非构造裂缝
3.3 天然裂缝识别
3.4 孔隙有效性定性分析
3.4.1 有效储气孔隙
3.4.2 扩散有效孔隙
4 页岩孔隙有效性定量研究
4.1 流体注入法理论
4.1.1 气体吸附法测试孔隙结构模型
4.1.2 压汞法测试孔隙结构模型
4.1.3 气体吸附实验误差标定
4.2 孔隙有效性研究方法
4.2.1 孔隙有效性分析原理
4.2.2 孔隙结构变化分析
4.3 孔隙有效性
4.3.1 微孔有效性
4.3.2 介孔有效性
4.3.3 宏孔有效性
4.4 孔隙有效性定量分析
4.4.1 有效储气孔隙
4.4.2 有效扩散孔隙
5 页岩中天然气扩散行为
5.1 页岩中的天然气扩散行为
5.1.1 扩散机理
5.1.2 扩散模型
5.1.3 等温吸附实验结果
5.1.4 解吸实验结果
5.2 扩散速率及其影响因素
5.2.1 扩散速率拟合
5.2.2 扩散速率影响因素
5.3 孔隙对扩散行为的影响
5.3.1 微孔对扩散行为的影响
5.3.2 介孔对扩散行为的影响
6 页岩损失气量计算
6.1 基于天然气扩散行为的页岩损失气量计算原理和方法
6.1.1 基于单孔扩散模型计算
6.1.2 基于双一阶扩散模型计算
6.2 页岩损失气量计算结果对比
6.3 问题讨论
6.3.1 存在问题
6.3.2 改进方向与建议
7 结论与认识
参考文献
致谢
附录
本文编号：3824381
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