页岩油储集性能与流动规律分析研究

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作者：

崔江枫

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摘要：

了解油在有机孔隙中的流动规律,对于页岩油藏的开发有重要作用.基于相关的分子模拟,实验,理论研究,推导了页岩有机孔隙液体渗透率的数学模型.该模型能够考虑边界滑移,物理吸附的影响,以及干酪根复杂的结构性质.通过对该模型进行敏感性分析,得到了有机孔隙的渗流规律.另外,也对速度剖面的形状进行了定量的研究.分析页岩油的赋存状态,对于评价页岩油储层极为重要.基于混合高斯模型,建立了考虑有机,无机孔隙,估计物理吸附态,不可动(由于范德华引力束缚在孔隙空间),自由态含量的方法.对推导得到的公式进行敏感性分析,得到了各赋存状态大致含量及其主控因素.通过对平均孔隙半径进行敏感性分析发现:物理吸附态,不可动油含量不可忽略,而且这是页岩的独有特征.最后,通过一些对比分析,显示了高斯混合模型在描述页岩复杂,随机的孔隙结构上的优越性.关于干酪根对页岩油流动的贡献,目前还缺乏认识,但是这是一个重要的课题.对于表征尺寸的认识,有助于升尺度的研究.基于某二维数值模型,对干酪根,无机渗透率非均质性对页岩的等效渗透率,表征单元面积的影响规律进行了详细的讨论.通过敏感性分析,研究了渗透率极比(有机渗透率与无机渗透率的比值),TOC(体积分数),无机渗透率非均质性,干酪根几何特征对等效渗透率的影响规律.基于取样理论,推导了估计表征单元面积的统计方法,认为表征单元面积不大于10~(-2) m数量级.从相对误差(标准差除以平均值)出发,得到了表征单元面积与前述各影响因素的关系.关于页岩中富纳米孔隙颗粒(黏土,干酪根)液体储集性能的深入了解,可能会有助于页岩储层的有效开发.基于高斯混合模型,推导了干酪根,黏土所占表面积的表达式.通过敏感性分析,研究了所有影响因素的相对重要性.通过随机样例的计算,得到了表面积的频率分布,结果显示了研究它们储集规律的重要性.基于之前的研究,得到了富纳米孔隙颗粒储集能力的简化模型.通过解析方法或者数值方法,得到了各因素对吸附态含量,不可动含量的影响规律.

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关键词：

页岩油藏 有机孔隙 赋存状态 流动规律

学位级别：

硕士