摘要：为了更加准确地进行页岩气井产能预测、压裂设计,研究页岩气渗流的微尺度效应,进行井底压力分析。从微观角度,用带有Langmuir滑移边界的格子Boltzmann方法模拟页岩气在有机质纳米孔道中的流动,并拟合出基质渗透率。在宏观角度,将微观基质渗透率引入试井模型,用Laplace变换、点源方程、叠加原理和数值离散等方法建立页岩气藏多级压裂水平井试井模型,并通过Stehfest算法对Laplace空间下的压力值进行反演,得到典型的压力动态曲线,并分析流动参数对井底压力的影响。结果表明:纳米孔道中气体的稀薄效应显著,孔道直径越小,孔壁的滑移速度越大,甚至大于孔道中的气体速度;页岩气在纳米孔中流动时发生"双滑脱效应","双滑脱效应"导致页岩气的渗透率大于等效液体渗透率,并引起在克氏渗透率图中气体渗透率与平均压力的倒数偏离直线关系;压裂水平井渗流可划分为9个流动区域;拟稳态模型可更好描述吸附解吸阶段压力的变化;吸附系数影响吸附解吸的强度,窜流系数影响吸附解吸出现的时机,弹性储容比影响整个流动阶段,而裂缝只影响早期渗流阶段。

摘要：由于含水页岩的甲烷吸附规律认识不清,Langmuir模型适应性存在争议。为此,设计了页岩饱和水分装置,开展含水页岩等温吸附实验研究(35℃),并通过Langmuir模型拟合了实验数据。结果表明:甲烷吸附量随含水饱和度的增加呈现"双滑梯型"下降趋势,存在临界含水饱和度现象,这是由于页岩中有机质、无机质对甲烷、水分的吸附具有差异性;低含水饱和度阶段(0~6%),水分对Langmuir模型适用性影响较小,而当含水饱和度增加到10%时,确定系数远小于0.950 0,Langmuir模型不再适用于描述含水页岩吸附规律;页岩突破临界状态对甲烷吸附量影响显著,而对Langmuir模型适应性无明显影响,两者的平均相对变化率分别为36.993 0%,-0.003 4%;临界含水饱和度与压力无关,受有机碳质量分数、有机质成熟度和孔隙结构等因素影响显著,相关系数分别为-0.918 9,-0.983 4和0.956 8。