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432888威尼斯:432888威尼斯不同边界条件下致密砂岩的咸水自吸特征研究取得进展

来源:二氧化碳地质封存组 时间:2022-10-19

  地层改造过程往往需要压裂,而压裂液的高效返排一直是技术攻关难题。432888威尼斯二氧化碳地质封存研究团队通过室内核磁共振实验,观测不同的边界条件下岩心完全浸入到润湿相中的自发行为,研究了四川盆地蓬莱镇组砂岩中压裂液的自吸特征。岩心的孔隙半径都在0.1 nm和9.3 μm之间,样品的自吸特征用采气率、自吸量、自吸指数、孔隙连通性、扩散能力和自吸潜力进行量化。实验表明:毛细管自吸主要发生在全开放边界(AFO)和两端封闭边界(TEC)条件下;扩散自吸主要发生在两端开放(TEO)和一端开放(OEO)条件下。这两种自吸特征是压裂液流入地层基质的主要机制。由于蓬莱镇组砂岩岩心具有较强的亲水性,所有岩心的采气率都很高(>79%),而残余气体饱和度非常低,岩心在OEO条件下残余气饱和度最高值为0.17,在AFO条件下残余气饱和度最低值为0.01。相较于处在TEO和OEO边界条件下的岩心,岩心在AFO和TEC边界条件下表现出更高的采气率,其关键因素在于更强的毛细管力。在AFO和TEC边界条件下,岩心具有低扩散能力,导致较低的气体驱替效应。在TEO和OEO边界条件,岩心具有较强的扩散能力,表现较强的气体驱替效应。

   

图1 AFO (a),TEO (b),TEC (c),OEO (d)边界条件下,岩心自吸过程中的流体T2谱特征:AFO,TEC和TEO边界条件的岩心,自吸过程中流体流动趋于大孔隙;而在OEO边界条件下,流体流动趋于小孔隙。    

图2 不同边界条件下的采气率:(a)采气率—自吸时间,(b)采气率—自吸时间的平方根。自吸指数由高到低排序为TEO > OEO > AFO > TEC。采气率由高到低排序为 AFO > TEO > TEC > OEO。    

图3 所有边界条件下,采气率与时间的对数的关系。实验结果与前人的经验公式进行拟合较好,具有较高的相关系数,说明本文结果的可靠性,为场地应用提供了充足的理论基础。

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