[发明专利]一种页岩基质内气体非稳态微观传输特征的确定方法

说明书

本发明提供了一种页岩基质内气体非稳态微观传输特征的确定方法。该方法包括：获取目标页岩基质无吸附作用和/或吸附作用气体传输参数；获取单组分无吸附作用气体滑脱传输、努森扩散传输视渗透率计算模型，和/或获取单组分吸附作用气体滑脱传输、努森扩散传输、表面扩散传输视渗透率计算模型；获取孔隙内无吸附作用和/或吸附作用气体密度关于压力的计算模型；在视渗透率计算模型和气体密度关于压力的计算模型的基础上，以气体密度为传递变量构建无吸附和/或吸附气体传输模型；基于气体传输模型，结合气体传输参数，确定目标页岩基质内气体微观传输特征。

技术领域

本发明属于页岩气开发技术领域，特别涉及一种页岩基质内气体非稳态微观传输特征的确定方法。

背景技术

面对中国乃至世界强劲的能源需求，页岩气作为重要的非常规油气资源，愈加受到重视，其开发规模逐渐扩大。页岩气储层与非常规储层存在明显差异，微纳尺度孔隙发育，呈现低孔、低渗特征。由于微尺度效应的存在，储层条件下页岩基质内气体传输机理复杂。现阶段，对页岩气微观传输特征的认识有待加深。

为研究页岩气微观传输特征，现有研究者开展了相应研究。页岩基质渗透率是描述页岩传输特征的重要参数。Javadpour等人基于滑脱传输、努森扩散等传输机理，建了页岩纳米孔气体传输模型，首次提出了视渗透率的概念(Javadpour F.Nanopores andapparent permeability of gas flow in mudrocks(shales and siltstone).Journalof Canadian Petroleum Technology2009；48(08):16-21)。Wu等人拓展了视渗透率理论，通过权重系数整合了滑脱传输和努森扩散传输(Wu K,Chen Z,Li X,Guo C,Wei M.A modelfor multiple transport mechanisms through nanopores of shale gas reservoirswith real gas effect–adsorption-mechanic coupling.International Journal ofHeat and Mass Transfer 2016；93:408-26)，并获得了考虑滑脱传输、努森扩散传输和表面扩散传输的视渗透率模型(吴克柳,李相方,陈掌星.页岩气纳米孔气体传输模型.石油学报2015；36(7):837-48)，实现了多种传输模式的高度统一。

现有CN108710723A公开了一种页岩储层多孔介质表观渗透率的计算方法，通过叠加不同尺寸毛细管内滑脱传输、努森扩散传输和表面扩散传输渗透率，获得了岩心尺度表观渗透率；在该发明专利公开文本中，计算参数需预先给定，且未曾涉及真实页岩基质内非稳态传输的表征。

现有CN110472348A公开了一种页岩气藏非稳态渗流模型的建立办法，给出了页岩基质和裂缝的非稳态渗流模型；该模型依托达西渗流规律建立，未涉及努森扩散传输等微观传输规律，且未考虑页岩微纳米孔隙内吸附相和体相的协同传输特征。在页岩孔隙中，体相和吸附相气体同时传输，且相互影响。孔隙内气体传输是孔隙和气体本身共同完成的一个过程。所以，为准确表征气体传输，除了孔隙特征，需考虑真实气体效应，采用对应的压缩系数、粘度和偏差因子等真实气体参数。

现有基质传输模型未能在与实际页岩样品气体非稳态微观传输相对应的基础上，综合考虑滑脱流、努森扩散和表面扩散等传输规律及压缩系数、粘度和偏差因子等真实气体参数，准确表征真实页岩基质内微纳米孔内吸附相和体相的协同传输特征。因此，不能真实反映页岩气储层基质内无吸附作用和有吸附作用的真实气体的传输机理，影响对气体传输预测的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑滑脱流、努森扩散和表面扩散等传输规律及气体传输参数，准确确定真实页岩基质内微纳米孔内吸附相和体相的协同传输特征的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种页岩基质内气体非稳态微观传输特征的确定方法，其中，该方法包括：