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中科院力學所發現快速評估葉岩氣滲透率的新方法

近期, 中科院力學所林緬研究團隊根據岩樣的掃描電鏡(SEM)圖像資料, 獲得葉岩典型礦物的分形特性, 分別建立了准三維和三維混合分形滲流模型, 提出了快速評估葉岩氣滲透率的新方法。

研究團隊以四川盆地下志留統龍馬溪組葉岩樣品的SEM圖像資料, 分別針對葉岩的三大類典型特徵:有機質塊體和有機孔, 黃鐵礦和其中的有機孔, 無機孔和裂縫等, 利用混合分形單元法, 提取各類滲流空間的分形特徵, 提出准三維的混合分形模型。 該模型與真實岩樣的累計孔徑分佈頻譜一致, 能夠有效表徵不同尺度下的葉岩孔隙結構特徵。

利用該模型, 研究團隊對葉岩氣的滲透率進行了敏感性分析, 並將滲透率計算結果與實驗資料進行了比較驗證。

之後, 研究團隊又提出了葉岩三維混合分形模型。 將孔隙連通性演算法引入該模型, 得到了不同種類孔隙之間的連通概率矩陣, 與非達西滲流公式相結合, 構建了新型跨尺度葉岩滲透率評估方法。 該方法能夠快速準確地評估葉岩表觀滲透率。 與傳統方法相比, 該方法涵蓋資訊多(有機納米孔、無機孔、黃鐵礦、微米裂縫)、計算速度快, 便於工程應用, 為快速評估葉岩滲透率提出了一條新途徑。

以上研究成果已相繼發表於石油工程學科頂級國際期刊SPE Journal[1]和Energy & Fuels[2]上。 研究工作得到了中科院先導B葉岩氣專項、國家自然科學基金和國家重點基礎研究發展計畫(973)等專案的支持。

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