【摘 要】
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利用CO2开采页岩气不仅能够提高页岩气采收率, 还能够节省水资源并且对CO2进行地质封存, 有助于实现页岩气开采过程的碳中和. 富有机质页岩储层纳微米孔隙中气体运移机制不同于常规储层, CO2在储层中具有超临界特性, 致使开采机理复杂, 无法得到CO2开采页岩气微观机理的准确认识, 所以研究CH4, CO2及其二元混合物在页岩储层纳微米孔隙中的吸附及驱替特性对准确评估和高效开采页岩气至关重要. 本文从实验、理论以及模拟方面对页岩储层纳微米孔隙中CH4的吸附特性、CO2/CH4二元混合物竞争吸附特性以及驱替
【机 构】
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郑州大学力学与安全工程学院, 郑州 450001;中石化西北油田分公司采油三厂, 新疆库车 842000;浙江海洋大学石油化工与能源工程学院, 浙江舟山 316022
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利用CO2开采页岩气不仅能够提高页岩气采收率, 还能够节省水资源并且对CO2进行地质封存, 有助于实现页岩气开采过程的碳中和. 富有机质页岩储层纳微米孔隙中气体运移机制不同于常规储层, CO2在储层中具有超临界特性, 致使开采机理复杂, 无法得到CO2开采页岩气微观机理的准确认识, 所以研究CH4, CO2及其二元混合物在页岩储层纳微米孔隙中的吸附及驱替特性对准确评估和高效开采页岩气至关重要. 本文从实验、理论以及模拟方面对页岩储层纳微米孔隙中CH4的吸附特性、CO2/CH4二元混合物竞争吸附特性以及驱替特性进行了综合分析, 对气体在纳微米孔隙中吸附及驱替特性的基础研究及关键问题进行讨论分析并提出了展望. 研究表明CH4在页岩储层中表现为物理吸附, 有机质特征(丰度、成熟度、类型)、孔隙结构、无机矿物组成、温度和压力、含水率对页岩的CH4吸附能力均有一定程度的影响. 在相同条件下, CO2比CH4更易被页岩储层吸附, 在页岩储层中注入CO2可以促进CH4的解吸, 并有利于CO2的地质埋存. 开采方案的部署可采用井网形式的注采方式, 可以通过调整注入井的位置、数量以及CO2注入速率对开采方案进行优化.
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