頁巖氣的產(chǎn)氣機(jī)理

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1、頁巖氣產(chǎn)出機(jī)理當(dāng)頁巖層壓力降到一定程度時，頁巖中被吸附的氣體開始從裂隙表面分離下來，成為頁巖氣的解析。由于節(jié)理中的壓力降低，解析出的氣體和游離態(tài)、溶解態(tài)天然氣混合通過基質(zhì)孔隙和裂隙擴(kuò)散進(jìn)入裂隙網(wǎng)絡(luò)中，再經(jīng)裂縫網(wǎng)絡(luò)等輸導(dǎo)系統(tǒng)流向井筒。頁巖氣的產(chǎn)出可以分為三個階段。第一階段：隨著井筒附近中壓力微幅度的降低，首先產(chǎn)水，井筒附近只有單相流動。第二階段：當(dāng)儲層壓力繼續(xù)降低時，開始有一部分甲烷從頁巖孔隙和裂隙中解析出來，并和游離態(tài)的天然氣混合，開始形成氣泡，阻礙著水的流動，水的相對滲透率下降，但氣體不能流動，無論在基質(zhì)還是在節(jié)理中，氣泡都是孤立的，并不相互連接為非飽和單相流。第

2、三階段：當(dāng)儲層壓力進(jìn)一步降低時，有更多的氣體解析出來，水中含氣達(dá)到飽和，氣泡相互連接成線狀，氣的相對滲透率大于增大，隨著壓力下降，飽和度降低，氣產(chǎn)量不斷上升，呈現(xiàn)兩相流狀態(tài)。圖1－5頁巖氣生產(chǎn)曲線示意圖）上述三個階段是連續(xù)的過程，隨時間的推進(jìn)，從井孔向周圍的地層逐漸蔓延。這是一個循序漸進(jìn)的過程，脫水降壓時間較短，波及的范圍較大，吸附氣的解析范圍越來越大。從美國主要的五個頁巖氣系統(tǒng)的產(chǎn)水量和產(chǎn)氣量分析得出，頁巖氣產(chǎn)量常呈現(xiàn)出來負(fù)的下降曲線(圖1－5)。開始水產(chǎn)量較高，隨著排水采氣作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，水產(chǎn)量逐漸降低，而單井產(chǎn)氣量逐漸上升，一般在開采的兩年后達(dá)到高峰，此后緩慢

3、降低。與常規(guī)天然氣的單井生產(chǎn)相比，頁巖氣單井日產(chǎn)量較小（一般小于1000m3/D）,但是，日產(chǎn)量穩(wěn)定（產(chǎn)量下降較慢）、生產(chǎn)周期較長。頁巖儲氣層和常規(guī)砂巖儲氣對比表對比項(xiàng)目頁巖儲層砂巖儲層巖石成分礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)礦物質(zhì)儲氣方式吸附、巖性圈閉圈閉儲氣能力（相對）較高較低孔隙度一般小于10％一般大于5％孔隙大小多為中微孔大小不孔隙結(jié)構(gòu)雙重孔隙結(jié)構(gòu)單孔隙或多孔隙結(jié)構(gòu)裂隙發(fā)育裂隙系統(tǒng)發(fā)育或不發(fā)育滲透性0.001～2毫達(dá)西高低不等毛管壓力具有較高的束縛水飽和水可以為油氣動力或阻力比表面積（相對）較大低儲量估算孔隙體積法不實(shí)用可以用孔隙體積法開采范圍較大面積圈閉以內(nèi)井距（相對）小大

4、斷裂斷裂可以增加裂隙形成斷裂可以起圈閉儲層中的水一般阻礙氣的產(chǎn)出，一般先排水推進(jìn)氣的產(chǎn)出，不需要先排水氣水作用機(jī)理活塞式，可以為置換式置換式開采深度較淺不等產(chǎn)氣量（相對）低高儲層壓力差別較大，400～4000psi產(chǎn)氣的動力生產(chǎn)曲線負(fù)下降曲線，產(chǎn)氣量先上升，很快達(dá)到高峰后緩慢下降水年產(chǎn)量產(chǎn)量年水氣下降曲線壓裂一般需要壓裂，需要人工造隙，處理壓力相對較高低滲透儲層才需要壓裂，容易產(chǎn)生新的裂縫，處理壓力相對較低