从页岩地层中提取天然气的物理过程

科学家们已经完善了关于页岩气开采过程中多尺度流动过程的现有知识。这项专利技术被认为是提高天然气采收率和降低生产成本的关键。

从新的来源提取天然气对于补充日益减少的传统供应至关重要。页岩储层主要是储存在泥岩孔隙中的气体，由大小为4 ~ 60微米的粉砂矿物颗粒和小于4微米的粘土元素组成。令人惊讶的是，石油和天然气行业仍然缺乏对孔隙空间和地质因素如何影响天然气储存及其在页岩中流动能力的深刻理解。在EPJE发表的一项研究中，塞浦路斯尼科西亚大学的娜塔莉亚科瓦尔丘克和康斯坦丁诺斯哈吉斯塔苏回顾了页岩气开采中从纳米到微观尺度的流动过程的现有知识。这些知识有助于提高天然气采收率和降低页岩气生产成本。

在北美，从页岩中提取天然气已经成为一种流行的方法。尽管有一些公众的反对，它在南美和亚洲吸引了越来越多的兴趣。与常规储层不同，页岩气储层的孔隙结构从纳米到微观尺度不等；大多数天然气储层显示微观或大规模的孔隙。

在本文中，作者总结了页岩基质的孔隙分布和几何形状如何影响开采过程中气体运移机制的最新见解。反过来，他们基于扫描电子显微镜获得的显微图像提出了一个模型，以确定整个页岩的气体压力和气体速度是如何变化的。该模型与实验证据一致。

作者揭示了岩石瓶颈的方向、密度和大小可能影响天然气产量和流量，因为它们将影响整个储层的压力分布。他们的数值模拟结果与现有的理论证据一致。

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