陳天宇

(東北大學(xué)深部金屬礦山安全開(kāi)采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110819)

頁(yè)巖氣是指賦存于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖及其夾層中，以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主。頁(yè)巖氣是一種清潔、高效的能源資源和化工原料，主要用于民用和工業(yè)燃料，化工和發(fā)電等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界頁(yè)巖氣的資源量為6361283×1012m3，相當(dāng)于煤層氣和致密砂巖氣的總和。主要分布在北美、中亞、中國(guó)、中東和北非、拉丁美洲、原蘇聯(lián)等地區(qū)[1]。

1821年，美國(guó)在紐約泥盆紀(jì)富含有機(jī)質(zhì)的Dunkirk頁(yè)巖中完鉆了第一口頁(yè)巖氣井，是最早進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的國(guó)家。20世紀(jì)30年代，由于認(rèn)識(shí)到了含氣頁(yè)巖存在基質(zhì)和裂隙雙重孔隙結(jié)構(gòu)，Dunkirk頁(yè)巖儲(chǔ)層每年增鉆上百至上千口頁(yè)巖氣井，推動(dòng)著頁(yè)巖氣研究迅速發(fā)展。尤其是20世紀(jì)80年代以來(lái)，由于認(rèn)識(shí)到了頁(yè)巖氣吸附機(jī)理，美國(guó)頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)得到了快速發(fā)展。北美地區(qū)已發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣盆地近30個(gè)，發(fā)現(xiàn)Barnett等6套高產(chǎn)頁(yè)巖層，使得在20世紀(jì)90年代，含氣頁(yè)巖在美國(guó)已達(dá)到商業(yè)化開(kāi)采程度，其年產(chǎn)量占據(jù)美國(guó)主要能源產(chǎn)量的29%[2]。

國(guó)外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)、研究實(shí)踐表明，頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)是頁(yè)巖氣得以成功開(kāi)采的關(guān)鍵，是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層數(shù)值模擬的基礎(chǔ)，是研究頁(yè)巖氣賦存、運(yùn)移、產(chǎn)出規(guī)律和確定頁(yè)巖儲(chǔ)層特征、頁(yè)巖氣井作業(yè)制度與產(chǎn)量之間關(guān)系的有效手段，同時(shí)可以作為頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)方案優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)于頁(yè)巖氣的開(kāi)采起著至關(guān)重要的作用。

中國(guó)是繼美國(guó)和加拿大之后，正式開(kāi)始頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)的國(guó)家。截至2011年底，我國(guó)石油企業(yè)開(kāi)展了15口頁(yè)巖氣直井壓裂試氣，其中9口見(jiàn)氣。雖然頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)取得初步進(jìn)展，但與常規(guī)天然氣和煤層氣相比，我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)仍處于起步階段，未進(jìn)入生產(chǎn)階段，其根本原因在于中國(guó)系統(tǒng)、深入的頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理研究還非常薄弱?，F(xiàn)有的研究多集中于頁(yè)巖氣勘探和選區(qū)評(píng)價(jià)[3-6]，致使目前的開(kāi)采機(jī)理研究嚴(yán)重滯后于勘探生產(chǎn)實(shí)踐。鑒于此，本文從頁(yè)巖氣儲(chǔ)層概念化物理模型、頁(yè)巖氣開(kāi)采理論模型、頁(yè)巖氣開(kāi)采模擬技術(shù)三個(gè)方面展開(kāi)深入分析，對(duì)國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的研究進(jìn)行總結(jié)和分析，以期為我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理研究提供參考。

1 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層概念化物理模型研究

合理的頁(yè)巖儲(chǔ)層概念化物理模型是開(kāi)展頁(yè)巖氣開(kāi)采理論研究的基礎(chǔ)。頁(yè)巖為多重孔隙、裂隙系統(tǒng)巖石，根據(jù)頁(yè)巖的不同微觀結(jié)構(gòu)可建立不同的含氣頁(yè)巖概念化物理模型。

針對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層建模的問(wèn)題，很多學(xué)者針對(duì)不同微觀結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)層提出了相應(yīng)的方法。Kucuk 和Sawyer(1980)、Carlson和 Mercer(1991)、Ozkan、Raghavan和Apaydin(2010)、Leahy-Dios、Das、Agarwal等(2011)分別利用雙孔單滲、雙孔雙滲模型描述頁(yè)巖儲(chǔ)層[7-10]。在這些模型中，儲(chǔ)層被劃分為兩種介質(zhì)，一種是具有高孔隙度、低滲透率的基質(zhì)塊，一種是低孔隙度、高滲透率的裂隙網(wǎng)絡(luò)?；|(zhì)與基質(zhì)之間無(wú)流體交換，基質(zhì)與裂隙之間、裂隙和裂隙之間存在流體交換。這類(lèi)模型常假設(shè)基質(zhì)系統(tǒng)中無(wú)自由氣體，裂隙系統(tǒng)無(wú)吸附氣體；且常假設(shè)從有機(jī)質(zhì)到裂隙中的流體可以忽略，因此可以將有機(jī)質(zhì)和基質(zhì)合并為一個(gè)區(qū)域。

雖然這種頁(yè)巖的建模方法已得到普遍認(rèn)可，但是Reeves和Pekot 2001年發(fā)現(xiàn)采用上述雙重介質(zhì)模型進(jìn)行有限儲(chǔ)層的生產(chǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)，常出現(xiàn)預(yù)測(cè)氣產(chǎn)量過(guò)高，水產(chǎn)量過(guò)低的問(wèn)題。而且從歷史擬合中得到的儲(chǔ)層參數(shù)，常和測(cè)量到的滲透率、氣體吸附數(shù)據(jù)不符合[11]。

實(shí)際低滲透頁(yè)巖中高產(chǎn)氣量暗示一部分產(chǎn)氣量來(lái)自頁(yè)巖基質(zhì)。部分氣體分子在基質(zhì)內(nèi)以自由氣體狀態(tài)存在，把這部分氣體合并在基質(zhì)中的吸附態(tài)，或者合并在裂隙中的游離氣體中，都不能正確的反應(yīng)這部分氣體對(duì)生產(chǎn)的影響。將這部分氣體合并在裂隙中，導(dǎo)致預(yù)測(cè)產(chǎn)氣量過(guò)高；合并為基質(zhì)孔隙中的吸附態(tài)，導(dǎo)致預(yù)測(cè)產(chǎn)量過(guò)低，因此要求儲(chǔ)層物理模型中具備除孔隙系統(tǒng)和裂隙系統(tǒng)外的第三套多孔系統(tǒng)的存在。

根據(jù)Wang和Reed (2009)的觀察，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可以抽象為三孔概念模型[12]。三孔概念模型將雙孔模型中每個(gè)基質(zhì)單元概念化為由納達(dá)西滲透率組成的次基質(zhì)及其次基質(zhì)周?chē)奈⒘严毒W(wǎng)絡(luò)和大孔組成。每個(gè)基質(zhì)塊可以認(rèn)為是雙重孔隙基質(zhì)。次基質(zhì)由微孔有機(jī)質(zhì)和非有機(jī)物質(zhì)組成，在其中的氣體流動(dòng)機(jī)理主要是擴(kuò)散和解吸。采用這種概念模型，需要擴(kuò)展已有的瞬態(tài)和擬穩(wěn)態(tài)雙孔模型，以解釋第三套多孔系統(tǒng)。Dehghanpour和Shirdel (2011)年認(rèn)為如果考慮水力裂隙作為氣體流通到井筒的主要通道，整個(gè)系統(tǒng)可以描述為四孔模型[13]。程遠(yuǎn)方、董丙響、時(shí)賢等(2012)借鑒了適用于非常規(guī)煤層氣藏的雙重孔隙介質(zhì)模型和考慮溶洞情況的三重孔隙介質(zhì)模型，建立頁(yè)巖氣藏三孔雙滲模型[14]。

我國(guó)含氣頁(yè)巖沉積環(huán)境復(fù)雜，含氣頁(yè)巖沉積成因以及相應(yīng)的礦物成分與國(guó)外含氣頁(yè)巖均有所不同，由此導(dǎo)致其孔隙、裂隙系統(tǒng)也與國(guó)外儲(chǔ)層有所不同，我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的正確認(rèn)識(shí)必須首先建立適合中國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石微觀結(jié)構(gòu)的物理模型。

2 頁(yè)巖氣開(kāi)采理論模型研究

頁(yè)巖氣開(kāi)采理論研究早期，國(guó)外學(xué)者提出了解析和半解析方法以模擬頁(yè)巖氣儲(chǔ)層內(nèi)的流體流動(dòng)。Gringarten(1971)和Standord(1974)發(fā)展了一些早期的通過(guò)單垂直裂隙和單水平裂隙的流體流動(dòng)解析模型[15-16]，Blasingame和Poe(1993)改進(jìn)了單垂直裂隙半解析模型[17]。Bello和Wattenbarger(2008)、Ilk和Blasingame(2008)、Anderson、Nobakht和Moghadam(2010)也提出了相關(guān)的解析和半解析模型[18-20]。Morales和Navarro(2012)，基于美國(guó)主要頁(yè)巖氣盆地的統(tǒng)計(jì)分析，建立了一個(gè)綜合的儲(chǔ)層模擬模型[21]，這類(lèi)預(yù)測(cè)主要依據(jù)對(duì)參數(shù)的正確獲得，使得產(chǎn)氣量可以被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

盡管這些模型比數(shù)值模擬計(jì)算速度快，但是由于這些解析方法用擬壓力函數(shù)將非線性綜合在氣體粘度、壓縮系數(shù)和壓縮因子中，而不是真正的求解真實(shí)氣體流動(dòng)方程，導(dǎo)致這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒荒苷_處理頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的高非線性行為。另外還存在其他限制，例如不能正確反映氣體從基質(zhì)的解吸過(guò)程、多相流體流動(dòng)、多尺度各向異性、非理想復(fù)雜的裂隙網(wǎng)絡(luò)等特性。

隨著對(duì)頁(yè)巖氣產(chǎn)出機(jī)理的不斷探索，出現(xiàn)了描述甲烷在頁(yè)巖中賦存、流動(dòng)規(guī)律的理論，主要為線性滲流理論、擴(kuò)散理論、吸附理論，其中吸附理論還包括即時(shí)吸附理論和時(shí)變吸附理論。即時(shí)吸附模型的孔隙體積為常規(guī)定義中的孔隙體積，吸附解吸過(guò)程在基質(zhì)孔隙系統(tǒng)中用源匯項(xiàng)來(lái)代表。在時(shí)變吸附模型中，模擬單元在孔隙中包含自由氣體，在頁(yè)巖巖石中包含吸附氣體。巖石由模擬單元代表，孔隙體積由連接模擬單元代表。巖石單元內(nèi)不允許達(dá)西流動(dòng)。常規(guī)單元的孔隙體積現(xiàn)在代表巖石體積，巖石體積中虛構(gòu)的微孔空間流動(dòng)由擴(kuò)散流動(dòng)方程描述。

Michel、Sigal和Civan (2011)利用改進(jìn)的運(yùn)移方程，描述非達(dá)西滲透介質(zhì)的氣體流動(dòng)，這個(gè)方法考慮了分子在孔隙壁的碰撞，對(duì)所有流動(dòng)狀態(tài)都有效，這寫(xiě)流動(dòng)狀態(tài)包括了達(dá)西流、滑脫、轉(zhuǎn)移、自由分子流動(dòng)[22]。

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石致密，孔喉半徑多為10nm和1μm左右，納米級(jí)的孔喉直徑導(dǎo)致了非達(dá)西流動(dòng)。Soeder(1986)采用了7448.5ft深圍壓為3000psi的頁(yè)巖試樣進(jìn)行了滲透試驗(yàn)測(cè)定。氣體滲透率在1000psi時(shí)為19.6μD，80psi時(shí)滲透率增至54μD[23]，表明氣體分子自由路徑和滑脫效應(yīng)隨孔隙壓降低而增加。同時(shí)說(shuō)明了頁(yè)巖中氣體流動(dòng)存在非線性滲流階段，因此必須將滑脫效應(yīng)引入頁(yè)巖產(chǎn)出理論中。

Andrade、Civan和Devegowda (2010)修正了不適用于頁(yè)巖儲(chǔ)層三個(gè)假設(shè)：①系統(tǒng)的即時(shí)平衡；②流體運(yùn)移完全通過(guò)達(dá)西定律描述；③相對(duì)滲透率不依賴與流動(dòng)速率。利用毛管平衡理論、潤(rùn)濕性理論、結(jié)合數(shù)學(xué)模型：平衡方程、達(dá)西定律、毛管力邊界條件、飽和度端點(diǎn)標(biāo)定、Civan邊界條件、相對(duì)滲透率和毛管力(均作為有效飽和度函數(shù))建立了不做上述三個(gè)假設(shè)的數(shù)學(xué)模型[24]。

Freeman、Moridis 和Blasingame (2010)用干氣模型結(jié)合各類(lèi)擴(kuò)散模型描述了頁(yè)巖中的非達(dá)西流動(dòng)，認(rèn)為頁(yè)巖氣在儲(chǔ)層中的流動(dòng)機(jī)理中存在克林肯伯格效應(yīng)。隨后，F(xiàn)reeman將干氣模型代入TOUGH代碼，檢驗(yàn)了低滲透下努森擴(kuò)散對(duì)流動(dòng)氣體組分的影響[25]。

Freeman、Moridis (2010)建立了可以解釋頁(yè)巖氣各種生產(chǎn)特性的數(shù)學(xué)模型，該模型對(duì)于存在水力裂隙的壓裂水平井，裂隙中流體流動(dòng)采用Forchheimer定律。模型中綜合考慮了滑脫效應(yīng)，產(chǎn)量對(duì)壓力的依賴性，多組分?jǐn)U散、努森流動(dòng)、解吸對(duì)產(chǎn)氣量的影響，同時(shí)考慮了水的出現(xiàn)帶來(lái)的相對(duì)滲透率和潤(rùn)濕性，以及氣體溶解和相體改變[26]。

李曉強(qiáng)、周志宇、馮光等對(duì)含氣頁(yè)巖基質(zhì)中流體的流動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，改進(jìn)了壓裂頁(yè)巖氣藏的產(chǎn)能模型[27]。

于榮澤、張曉偉、卞亞南等(2012)描述了頁(yè)巖氣在頁(yè)巖儲(chǔ)層中流動(dòng)的解吸附、擴(kuò)散和滲流過(guò)程，分析了相應(yīng)的影響因素和適用條件[28]。

李亞洲、李勇明、羅攀等(2013)考慮了基質(zhì)顆粒間存在的游離氣，在模型中引入了基質(zhì)孔隙系統(tǒng)中的流動(dòng)，建立了相應(yīng)的頁(yè)巖氣滲流方程[29]。

現(xiàn)有的頁(yè)巖氣開(kāi)采理論研究多只基于氣體在儲(chǔ)層中的流動(dòng)規(guī)律建立模型，較少考慮到地應(yīng)力對(duì)含氣頁(yè)巖流動(dòng)的影響。中國(guó)含氣頁(yè)巖儲(chǔ)層埋深較大，其所處的應(yīng)力環(huán)境較為復(fù)雜，地應(yīng)力引起頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石的孔隙度和滲透率均發(fā)生變化。在開(kāi)采過(guò)程中，隨著頁(yè)巖氣的產(chǎn)出，儲(chǔ)層中的氣體壓力降低，使得骨架所承受的有效應(yīng)力增加，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層被壓縮產(chǎn)生變形，其孔隙度和滲透率隨之降低，滲透率的改變使得產(chǎn)量發(fā)生變化。中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的研究必須考慮地應(yīng)力的影響，建立適合中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的理論模型。

3 頁(yè)巖氣開(kāi)采模擬技術(shù)研究

美國(guó)斯倫貝謝公司建立了New Albany頁(yè)巖儲(chǔ)存運(yùn)移的概念模型，New Albany頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)中含有吸附氣，基質(zhì)中含自由氣，裂隙中含有自由水。所設(shè)計(jì)的頁(yè)巖氣產(chǎn)能數(shù)值模擬求解軟件，先模擬基質(zhì)、裂隙中吸附氣體、自由氣體的吸附和運(yùn)移，利用即時(shí)基質(zhì)運(yùn)移模型描述氣體從基質(zhì)運(yùn)移到裂隙的物理過(guò)程。一旦氣體進(jìn)入裂隙系統(tǒng)，軟件開(kāi)始計(jì)算裂隙中氣、水飽和度和氣、水流動(dòng)規(guī)律。

美國(guó)猶他大學(xué)開(kāi)發(fā)的軟件Advanced Reactive Transport simulator(ARTS)[30]基于離散裂隙網(wǎng)絡(luò)建模方法，可以模擬油、氣采收過(guò)程，包括注水、蒸汽驅(qū)、二氧化碳注入、蒸汽輔助重力驅(qū)方法。在ARTS中，巖土力學(xué)模塊是單獨(dú)的模塊，該模塊的信息可以通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)傳遞與其他模塊共享。ARTS包括流動(dòng)模塊(含黑油模型)、熱模塊、多孔彈性巖土力學(xué)模塊。黑油模型的控制方程為質(zhì)量守恒方程。熱模塊中控制方程為能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程。平衡方程采用巖土中常規(guī)平衡方程。并采用有效應(yīng)力原理描述孔隙壓力的改變。采用多孔彈性模型作為默認(rèn)的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型?？紤]了溫度應(yīng)力，將溫度應(yīng)力作為一個(gè)附加項(xiàng)。巖土力學(xué)模型沒(méi)有特別的裂隙模型，因?yàn)樗械牧严缎畔碾x散裂隙網(wǎng)絡(luò)中被集合在壓力信息中。軟件中假設(shè)巖石為靜力狀態(tài)，即裂隙可以改變，但是不擴(kuò)展。采用有限元方法求解巖土力學(xué)控制方程。

在ARTS中耦合參數(shù)為孔隙度和滲透率，孔隙度和滲透率為體積應(yīng)變的函數(shù)，用這些方程將變形和應(yīng)力的改變引入流體流動(dòng)模型中。

在ARTS中，有弱耦合和強(qiáng)耦合兩種方法。弱耦合方法，巖土力學(xué)的計(jì)算在外部進(jìn)行，如利用3DEC在外部計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果做成關(guān)系表或者函數(shù)，輸入以修改儲(chǔ)層物理屬性，再利用這些關(guān)系表或者函數(shù)進(jìn)行流體計(jì)算。強(qiáng)耦合則在內(nèi)部求解巖土力學(xué)問(wèn)題，流體部分和巖土力學(xué)部分可以同時(shí)求解，也可以分開(kāi)求解。

斯倫貝謝商業(yè)軟件Eclipse中存在頁(yè)巖氣模擬模塊。在這個(gè)模塊中假設(shè)一些氣體吸附在頁(yè)巖表面，另外一些氣體作為自由氣體賦存在基質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)。認(rèn)為基質(zhì)含氣、不含水，裂隙含氣、水。擁有即時(shí)吸附和時(shí)變吸附兩種吸附模型。

Zuber、Frantz和Gatens (1994)正確描述頁(yè)巖生產(chǎn)的求解器包括以下幾方面：①介質(zhì)和裂隙雙重結(jié)構(gòu)；②基質(zhì)流體非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)特征；③基質(zhì)中包含吸附和自由氣體；④裂隙系統(tǒng)中氣、水兩相流動(dòng)。據(jù)此開(kāi)發(fā)了SHALEGASTM軟件[31]，軟件求解也是一旦氣體進(jìn)入裂隙系統(tǒng)，調(diào)用裂隙系統(tǒng)中的氣、水飽和度。其內(nèi)部模型和煤層氣相似。

德克薩斯A&M大學(xué)基于TOUGH+模擬器開(kāi)發(fā)了非常規(guī)氣體模擬器TAMSIM[32]。

Fan、Thompson 和Robinson (2010)開(kāi)發(fā)了三維、組分、動(dòng)態(tài)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層模擬器。具有雙孔雙滲儲(chǔ)層模型，可以描述通過(guò)基質(zhì)和自然裂隙、誘導(dǎo)裂隙中的氣體流動(dòng)。模擬器可以利用達(dá)西定律模擬自由氣體流體、利用解吸模擬頁(yè)巖基質(zhì)中的流體流動(dòng)[33]。

盡管存在了一些可以模擬頁(yè)巖氣開(kāi)采的商業(yè)軟件，這些商業(yè)軟件中存在一些不適合模擬納米孔隙含氣頁(yè)巖的假設(shè)，如即時(shí)毛管平衡假設(shè)、甲烷運(yùn)移完全通過(guò)粘性流動(dòng)定律即達(dá)西定律來(lái)描述。這些假設(shè)導(dǎo)致模擬結(jié)果不能正確預(yù)測(cè)產(chǎn)水量，不能合理地處理氣體運(yùn)移速率與時(shí)間的關(guān)系，不能正確模擬氣體產(chǎn)出以及預(yù)測(cè)水的遞減率。且目前的商業(yè)軟件，除了ARTS，其余均不考慮開(kāi)采過(guò)程中的地應(yīng)力作用。但是ARTS軟件沒(méi)有考慮低滲透頁(yè)巖儲(chǔ)層中的非線性流動(dòng)行為、且采用了均質(zhì)的假設(shè)。

4 結(jié)語(yǔ)

準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理是頁(yè)巖氣得以成功開(kāi)采的關(guān)鍵，國(guó)外對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的研究相對(duì)較多，國(guó)內(nèi)對(duì)于頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的研究仍處于起步階段。

1)合理的頁(yè)巖儲(chǔ)層概念化物理模型是開(kāi)展頁(yè)巖氣開(kāi)采理論研究的基礎(chǔ)。我國(guó)含氣頁(yè)巖沉積環(huán)境復(fù)雜，含氣頁(yè)巖沉積成因以及相應(yīng)的礦物成分與國(guó)外含氣頁(yè)巖均有所不同，其孔隙、裂隙系統(tǒng)也與國(guó)外儲(chǔ)層有所不同，我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的正確認(rèn)識(shí)必須首先建立適合中國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石微觀結(jié)構(gòu)的物理模型。

2)現(xiàn)有的頁(yè)巖氣開(kāi)采理論研究多只基于氣體在儲(chǔ)層中的流動(dòng)規(guī)律建立模型，較少考慮到地應(yīng)力對(duì)含氣頁(yè)巖流動(dòng)的影響。中國(guó)含氣頁(yè)巖儲(chǔ)層埋深較大，其所處的應(yīng)力環(huán)境較為復(fù)雜，地應(yīng)力變化致使頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石的孔隙度和滲透率均發(fā)生變化。中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的研究必須考慮地應(yīng)力的影響，建立適合中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的理論模型。

3)模擬頁(yè)巖氣開(kāi)采的商業(yè)軟件中存在一些不適合模擬納米孔隙含氣頁(yè)巖的假設(shè)，這些假設(shè)導(dǎo)致模擬結(jié)果不能正確預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣產(chǎn)量。必須結(jié)合中國(guó)含氣頁(yè)巖儲(chǔ)層的實(shí)際情況，基于適合中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采機(jī)理的理論模型，發(fā)展相應(yīng)頁(yè)巖氣開(kāi)采的數(shù)值模擬技術(shù)。

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