页岩储层中纳米尺度孔隙分布对注气提高石油采收率过程中流体相态的影响

近年来,非常规页岩储层采收率的提高受到了国内外学者广泛的关注.在提高低渗透储层的波及效率和采收率的诸多技术中,注气技术,如注入二氧化碳和天然气,是最受关注的技术之一.然而,页岩储层流体相态的不确定性对评价注气技术的可行性提出了很大的挑战.在多孔介质空间中,页岩储层孔径大小分布具有大到宏观尺度,小到纳米尺度的特点.在裂缝和大孔中,页岩储层中的流体表现出体积渗流的特点,即遵循经典的达西定律,但是在纳米孔隙中,流体的相态受到孔隙限制效应的影响而发生显著的改变.在这种复杂的环境中,页岩储层流体的综合渗流情况仍然是不确定的.本文使用多尺度状态方程建模方法研究了纳米尺度下的页岩孔径分布对页岩储层注气过程中储层流体相态的影响,最后以Anadarko盆地页岩油为例,进行详细的案例分析.孔径大小分布被离散化为具有特定直径的多尺度系统.计算了甲烷注入多尺度系统的相平衡系数.对于与各种注入气体混合后的页岩油,模拟了恒定组分的膨胀过程.研究了泡点压力、膨胀因子、临界点和流体体积与页岩储层流体综合渗流的关系.研究发现:纳米孔中的页岩流体随着注入气体的注入而变为超临界状态,但是当压力降低到泡点压力以下后,页岩流体又将变成亚临界状态.相比于大孔和裂缝中的页岩流体,纳米孔中流体的膨胀因子略高于大孔和裂缝,而泡点压力低于大孔和裂缝.偏差程度取决于注入气体的量.