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页岩气是非常规天然气家族中重要的成员之一,是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。目前针对页岩气的研究主要集中在渗流机理等方面,而关于产能和压降特征等方面的研究比较少。
本文调研了页岩气藏勘探开发技术和产能压降分析的研究进展,介绍了页岩气藏的储层特征和性质,成藏机理和富集规律以及资源分布情况。从页岩的孔隙结构以及裂缝特征出发,分析了页岩气的储集、运移和产出机理。采用拟稳态吸附渗流模型和非稳态吸附渗流模型加深了对页岩气开采中所经历的解吸、扩散和渗流一系列的过程的认识,通过解析法求解模型和计算机编程绘图从压力、产量等方面对进行了分析。应用点源函数法结合Langmuir等温吸附方程建立了双重介质下垂直压裂井的产能数学模型,计算分析了弹性储容比,窜流系数,无因次厚度等地质参数对气井产能的影响。基于压裂水平井的压裂工艺和页岩气藏的渗流机理,建立了适应于页岩气藏的压裂水平井三线性渗流数学模型,通过解析计算和编程绘图分析了裂缝导流系数,表皮效应,井筒效应对气井压降特征的影响。研究认为,页岩气藏属于典型的自生自储型非常规气藏;吸附对页岩气渗流有重要影响,考虑页岩气的解吸吸附时,页岩气井的产量明显提高;弹性储容比对气井产能的影响主要出现在早期阶段;窜流系数越大,窜流发生的时间越早,窜流阶段的产量越高;气藏厚度越小,压裂缝长越大,页岩气井早期的产量越高;无因次井筒储存系数的变化对页岩气井产能所引起的变化非常微小;无因次裂缝导流系数越大,无因次井底压力越小;井储效应和表皮效应对无因次的压力有很大的影响。