Interplay between pore connectivity and permeability in shale sample

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中文题名页岩样品孔隙连通性与渗透率的相互作用
作者Davud Davudov
作者单位Mewbourne School of Petroleum and Geological Engineering, University of Oklahoma, Norman, OK, USA
刊名International Journal of Coal Geology
2020
220
摘要
页岩储层具有从微米到纳米尺度的孔隙结构、有限的孔隙连通性和超低的渗透性等显著特征。尽管近年来对页岩样品的渗流特征进行了广泛研究,但孔隙连通性和渗透率之间的相互作用仍然有待进一步分析。本文运用数值方法与实验数据相结合的方法来表征和评价页岩样品的孔隙连接性。为了评价页岩基质的渗透率和孔隙连通性,对Eagle Ford样品的堆积扫描电子显微镜(SEM)图像构建其三维(3D)孔隙结构。首先,对页岩样品的总孔隙度、连通孔隙度、孔径分布和几何曲率等静态岩石物理性质进行了计算和评价;然后,利用Euler-Poincare特性(EPC)法对孔隙连通性进行了评价;最后,利用晶格玻尔兹曼方法(LBM)模拟流体通过样品的流动,预测整个系统的单相渗透率。结果表明,研究的Eagle Ford页岩样品总孔隙度在12.5%左右,随着数字样品厚度的增加,总孔隙度略有降低。另一方面,当样品厚度从1 μm增加到6 μm时,样品的连通孔隙度减少导致总孔隙度减少50%。此外,对于1 μm和6 μm的样品,其计算渗透率分别为17.6md和1.17μd,即当数字样本厚度增加时,计算渗透率减少了15000倍。与渗透性结果一致,由EPC法确定的孔隙连通性与样品厚度表现出较强的负相关性。当样品厚度从1 μm增加到6 μm时,连通性减少80%。这项研究的结果将为研究孔隙结构特征提供新的见解,并有助于更好地评价页岩储层的渗透率。此外,这项工作的结果对页岩储层流体流动性研究具有重要的意义。

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