天然气勘探与开发2024,Vol.47Issue(2) :97-103.DOI:10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2024.02.012

中间主应力系数对页岩气渗流特性及气体滑脱效应的影响

Influence of intermediate principal stress on seepage behaviors and slippage effect in shale gas

范翔宇 张昕宇 胡小媛 蒋长宝 张千贵 赵鹏斐 陈昱霏
天然气勘探与开发2024,Vol.47Issue(2) :97-103.DOI:10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2024.02.012

中间主应力系数对页岩气渗流特性及气体滑脱效应的影响

Influence of intermediate principal stress on seepage behaviors and slippage effect in shale gas

范翔宇 1张昕宇 2胡小媛 3蒋长宝 4张千贵 5赵鹏斐 1陈昱霏1
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作者信息

  • 1. 西南石油大学地球科学与技术学院 四川成都 610500;油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学 四川成都 610500
  • 2. 西南石油大学地球科学与技术学院 四川成都 610500
  • 3. 重庆川东南工程勘察设计院有限公司 重庆 400030
  • 4. 煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室·重庆大学 重庆 400030
  • 5. 油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学 四川成都 610500;西南石油大学石油与天然气工程学院 四川成都 610500
  • 折叠

摘要

页岩气的渗流特性极大地影响着采收率,但对页岩气渗流特性的研究大多是在不同围压条件下开展的,其结果尚不能揭示中间主应力对渗透率的影响.因此,选用涪陵页岩气区块志留系龙马溪组页岩露头立方体岩石试件,采用自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统"开展了页岩真三轴流固耦合试验,利用Klinkenberg方程拟合试验数据分析不同中间主应力系数对页岩气渗流特性和气体滑脱效应的影响.试验结果表明:①当偏应力较小时,中间主应力对页岩渗透率演化的影响较小,而当偏应力增加时,其影响越大且越不可忽略;②滑脱系数—固有渗透率的关系式与试验数据的拟合结果显示二者具有良好的相关性,可用于对同区块页岩滑脱系数的预测;③当偏应力小于或等于 35 MPa时,滑脱效应贡献率保持在 65%以上,表明此时滑脱效应主导着页岩中气体的渗流.

Abstract

Seepage behaviors in shale gas affect the recovery significantly.However,previous studies on the seepage are often done under different confining pressure,and studied findings fail to reveal the intermediate principal stress affecting permeability.So,by employing a self-developed true tri-axial liquid-solid coupling system with multiple functions,many coupling experiments were conducted on the cubic samples from shale outcrop of the Silurian Longmaxi Formation,Fuling shale gas block.Moreover,matching with the Klinkenberg equation,experimental data were adopted to analyze how different intermediate principal stress impacts on both seepage behaviors and slippage effect.Results show that(i)this principal stress has a little influence on permeability evolution at smaller deviatoric stress,while an incremental effect along with the increasing deviatoric stress cannot be ignored;(ii)after fitting the relation of slippage factor to inherent permeability with experimental data,a better correlation is found,which can be used to predict this factor for shale in the same block;and(iii)when the deviatoric stress is less than or equal to 35 MPa,the slippage contribution is above 65%,indicating that the slippage effect dominates gas seepage in shale.

关键词

中间主应力系数/页岩气渗流特性/真三轴/滑脱效应贡献率/偏应力

Key words

Intermediate principal stress/Seepage behaviors in shale gas/True triaxial/Slippage Contribution/Deviatoric stress

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基金项目

四川省自然科学基金项目(2023NSFSC0938)

四川省自然科学基金项目(2022NSFSC0185)

四川省自然科学基金项目(2023NSFSC0921)

出版年

2024
天然气勘探与开发
中油西南油气田公司勘探开发研究院

天然气勘探与开发

影响因子:0.543
ISSN:1673-3177
参考文献量25
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