二氧化碳-水-岩作用机理及微观模拟方法研究进展

系统综述CO_(2)-水-岩复杂作用机理、多孔介质反应输运(溶解、沉淀及沉淀运移)微观模拟、CO_(2)-水-岩系统微观模拟3个方面的研究进展,指出目前研究存在的主要问题并提出了关于未来研究方向的建议。CO_(2)注入储集层后,不仅存在常规渗流体系的流动和传质作用,还会产生溶解、沉淀及沉淀运移等特殊物理化学现象,其耦合作用导致多孔介质的孔渗参数变化规律复杂。孔隙尺度的微观渗流模拟,可以得到孔喉三维空间内的详细信息,且能显性观察到多孔介质流-固界面随反应的变化。目前研究主要在复杂作用机理解耦合、多矿物差异性反应表征、沉淀生成机理及表征(晶体成核和矿物脱落)、沉淀-流体相互作用模拟方法、多物理化学过程耦合渗流机制等方面存在局限。未来研究中,需要创新实验方法对“溶解—沉淀—沉淀运移”解耦合,提高矿物地球化学反应相关参数实验测试的准确度,在不同沉淀机理可靠表征的基础上,建立沉淀-流体相互作用模拟方法,并有机耦合各个物理化学过程,最终实现对CO_(2)-水-岩系统中“溶解—沉淀—沉淀运移”的耦合渗流模拟。

深层页岩气井拉链式压裂裂缝扩展及窜通规律

针对深层页岩气井工厂开发模式下拉链式压裂裂缝扩展及窜扰规律认识不清的问题,基于有限元-离散元方法,建立了考虑天然裂缝带影响的拉链式压裂裂缝扩展流-固耦合模型,采用实验数据与现场监测压力涨幅数据验证了模型的可靠性,并以川南深层页岩气储层为例,研究了不同特征天然裂缝带影响下压裂裂缝的扩展及窜扰规律。结果表明:大逼近角裂缝带对压裂裂缝正向扩展及井间窜通具有阻挡作用,停泵期间水力裂缝在净压力驱动下存在继续扩展行为;高应力差下,随裂缝带逼近角增加,响应井压力涨幅、压裂裂缝总长度分别呈先减小再增加及先增加再减小的趋势;与小逼近角裂缝带相比,大逼近角天然裂缝带发生窜通所需时间更长,窜通难度更大;响应井压力涨幅与裂缝带带宽负相关,与天然裂缝长度正相关;窜通时间、压裂裂缝总长及压裂效率则与裂缝带带宽正相关,与天然裂缝长度负相关;随布孔错位距离增加,裂缝窜通概率减小,但错位距离与响应井压力涨幅、裂缝总长度之间的规律性不明显。