南海西部异常高温高压气藏区域产能预测技术

南海西部存在大量高温高压高二氧化碳气藏,“三高”气藏气井测试费用高、产能预测难度大,设计变内压建束缚水应力敏感实验、含CO₂天然气PVT实验研究应力敏感、CO₂含量、表皮系数对高温高压气井产能的影响.通过大量实验,明确了高压气藏“两段式”应力敏感变化规律,得到了靶区应力敏感综合评价系数;分析不同压力下CO₂含量对天然气偏差系数、黏度等参数的影响,高压下影响较低压下大,基于实验数据推导建立一种适用于高中低二氧化碳含量的全范围偏差系数校正模型.最终建立同时考虑应力敏感、二氧化碳、表皮系数影响的区域产能预测图版,提高产能预测精度,降低测试费用,在南海西部高温高压气井应用效果较好.      

工业废气二氧化碳的地下储藏研究

为解决二氧化碳对地球环境的影响,通过水力捕集、溶解捕集和矿物碳化等机制,可将二氧化碳储藏在地下。利用地质媒介存储二氧化碳的方法有：用二氧化碳来强化油气开采;将二氧化碳注入废弃的油气田;用二氧化碳取代煤层中的甲烷;将二氧化碳注入深蓄水层;将二氧化碳存储在盐洞中。现实技术已证明这些方法的可行性。     

中国含硫化氢的天然气分布特征、分类及其成因探讨

研究天然气中硫化氢,特别是研究高含硫化氢的天然气,一方面不仅是油气钻探安全工作的重要一环,对气井油管与集输管线防止“氢脆”提供依据和采取防腐措施,而且从其中能回收硫磺资源;另一方面在一定条件下,天然气中硫化氢含量多少还可作为气源对比的一个标志。故研究天然气中的硫化氢,在实践上和理论上均有重要意义。     

基于数值模拟探讨提高咸水层CO2 封存注入率的途径

咸水层CO2地质封存是减少大气中CO2排放量的有效途径。CO2注入率是衡量咸水层中CO2注入能力的有效因素,因此,研究注入速率的变化规律及提高的措施是很有工程价值的。在很多区域,地层的低渗透性限制了CO2的注入率。针对鄂尔多斯盆地的水文地质条件,通过数值模拟,探讨在低渗透性咸水层中提高CO2注入率的途径,包括改变储层中的盐度、采用水平井注入、增加注入井段的长度以及采取水力压裂等工程措施。其中改变储层中的盐度可通过在注入CO2前向储层中注入一定量的水来实现。模拟结果表明,这些方式可以有效地提高CO2注入率,其中水平井改造方式和水力压裂工程措施效果显著,盐度改造措施在地层初始含盐度较高时,会有更好的效果。研究结果可为鄂尔多斯盆地和类似地区的咸水层CO2地质封存项目提供参考。     

页岩气开采的相关实验、模型和环境效应

页岩气是一种重要的非常规天然气资源,正在改变世界能源、经济和政治格局。渗透率是评价页岩气藏商业开采可行性的重要参数之一,由于页岩的致密性,页岩气的流动机理不同于常规气藏,因此,页岩储层渗透率测试和页岩气流动模型已成为当前国际研究的热点课题之一。在对页岩气开采技术简单介绍的基础上,综述了页岩储层渗透率测试的试验和理论研究现状,分析了气体吸附对页岩渗透率的影响。阐述了页岩气流动模型的最新进展,分析了双重孔隙模型描述气体迁移的准确性,提出了描述均匀储层中页岩气解吸-扩散-渗流多级运移模型。评述了页岩气开采的温室效应和对地下水的影响,并简单介绍了适合页岩气开采的新技术即无水压裂开采技术,即采用CO2对页岩气藏分段压裂,同时将CO2埋存于废弃井中。最后,对页岩储层渗透率测试和页岩气流动模型研究的新发展以及无水压裂技术进行了展望。     

广东三水盆地天然气非烃组分同位素地球化学

根据广东省三水盆地天然气中氦、氩、二氧化碳和氮等非烃组分的稳定同位素地球化学特征,探讨了该区天然气的来源以及大地热流。测得天然气中3He/4He（R）值为（1.60-6.36）×10-6,比大气的3Ne/4He（Ra）值(1.4×10-6)大:氩的稳定同位素组成(40Ar/36Ar=450-841)较大气氩富40Ar;二氧化碳的δ13C（PDB）值在-20-2‰的范围内,δ13N（Air）值在-57-+95‰之间:根据（?）He,4He值求得研究区的大地热流值（Q）为72-82mWm-2。大地热流和非烃组分同位素组成的高值以及研究区特别发育的火山岩等地质资料表明三水盆地有较强的地球深部流体（物质的和热的）向上溢出。一些油气藏中相当一部分氦、氩和氮来自地幔,各种天然气中均混有地壳来源的非烃气体。贫13C的二氧化碳气主要为地层中有机质分解的产物;富13C的二氧化碳则主要来自岩石化学反应的产物,并混有深部来源的二氧化碳。相当一部分大地热流源于上地幔。     

四川盆地元坝气田长兴组古油藏的定量恢复及油源分析

目前虽认为元坝气田长兴组天然气主要为原油裂解气,但尚未进行该气田的古油藏的定量恢复并计算原油裂解气的资源量,并系统分析古油藏原油的来源.长兴组储层普遍可见固体沥青,是原油裂解的直接产物,且原油裂解在本区构造抬升变形前就已经完成,因此储层沥青可用来识别古油层的分布.根据储层沥青的纵向和平面分布,确定了7个可靠的古油藏和4个可能的古油藏,并运用容积法恢复出本区聚集的古原油为6.14×108 t,计算出相应的原油裂解气为3 807.08×108 m3,远大于现今气田的天然气探明储量,表明原油裂解气可以提供充足的气源,进一步证明了天然气主要为原油裂解气.通过长兴组储层沥青与不同层系烃源岩干酪根的碳同位素δ13C值对比,并结合烃源层分布和TOC等资料,确定古油藏原油主要来源于有机质类型以Ⅱ型为主的上二叠统吴家坪组烃源岩,其次为长兴组/大隆组烃源岩.后者主要分布在广元-南江-通江地区,该区的天然气勘探不能忽视该套烃源岩的生烃潜力与成藏贡献.      

莺歌海盆地LD10区高含CO2天然气充注期次精细厘定与成藏模式

莺歌海盆地LD10区中深层黄流组?梅山组重力流水道、海底扇储层已被证实具有重大的天然气资源潜力.但是前期测试结果显示气藏中混有高含量CO₂气体.因此,精细厘定天然气充注期次,明确CH₄、CO₂等时空分布规律对规避高CO₂风险至关重要.本研究在对不同产状流体包裹体岩相学特征精细观察的基础上,综合激光拉曼光谱分析和包裹体显微测温技术识别出3幕不同成分天然气充注,时间分别为:4.0~2.9 Ma、2.0~1.2 Ma和0.8~0.3 Ma.其中,第一幕充注以烃类气为主,伴有少量有机CO₂和N₂;第二幕和第三幕充注以大量无机CO₂、烃类气为主,伴有少量N₂.结合天然气及烃源岩地化特征、天然气组分分析及输导体系识别,总结了LD10区的成藏模式,以期为研究区下一步天然气勘探开发和规避高含量CO₂风险提供依据.      

超临界二氧化碳喷射破碎页岩试验

高效开发页岩气有利于满足日益增长的能源需求,但页岩储层的开发极为困难,超临界二氧化碳作为一种新型页岩气钻采流体,可以有效保护页岩储层,置换吸附提高页岩气采收率,并同时实现二氧化碳的埋存.研发了一套超临界二氧化碳喷射开发页岩气装置,并开展了超临界二氧化碳喷射破碎页岩室内试验.发现超临界二氧化碳射流喷射后岩石强度降低,且射流压力和温度越高,降低幅度越大;本实验条件下超临界二氧化碳射流破岩体积是水射流的1.73~6.51倍,破岩优势显著,井底环境温度对超临界二氧化碳射流的破岩性能有较大影响.表明超临界二氧化碳可显著提高页岩气钻井速度,有望形成一种高效的页岩气开发方法,应用潜力广阔.      

莺歌海盆地D1-1底辟区天然气成藏过程与分布差异

通过对莺歌海盆地D1-1底辟区中深层高温超压带与浅层正常压力带、压力过渡带天然气的组成、碳同位素特征差异的对比分析,结合底辟活动特征,研究了天然气藏的形成过程和天然气组分的分布规律。研究结果表明：(1)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气成藏过程有差异,主要受底辟活动影响程度的控制。底辟核部区中深层气藏的形成过程为早期成藏、后期破坏并再次充注;底辟波及区中深层气藏的形成则为早期成藏,后期改造较弱,成熟煤型原生气藏保存较好。(2)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气组分、碳同位素分布有明显规律;随距底辟核部距离的增大,其甲烷含量升高,二氧化碳含量降低,甲烷碳同位素变轻(成熟度降低),二氧化碳碳同位素也变轻,底辟核部区富集无机成因CO₂,至底辟波及区则以有机成因CO₂为主。     

Origin and Distribution Factors of Sour Gases in Natural Gas Reservoirs in the Amu Darya Right Bank Block,Turkmenistan

Through the analysis of original carbon isotopes in the blocks on the right bank of the Amu Darya River, Turkmenistan, it can be firstly concluded that the carbon dioxide (CO₂) in the sour gas reservoirs belongs to the inorganic-origin gas. The origin of hydrogen sulfide (H₂S) in the Amu Darya Right Bank Block is thermochemical sulfate reduction from the detailed analysis of hydrocarbon source rocks data, reservoir characteristics, vitrinite reflectance of organic matter, and sour gas content. Then, the factors affecting the distribution of sour gases in the Amu Darya Right Bank Block were investigated by the analysis of conventional sour gas distribution factors including geological structure, fracture and fault, caprock integrity, sedimentary facies, reservoir types, lithofacies, the source of sulfur and so on. The following basic findings were achieved: ① The basement rift in the study area is conductive to the distribution of CO₂. The caprock integrity contributes to the concentration of CO₂. The gas reservoirs in the biological dike reefs, patch reefs and overthrust zones usually have medium CO₂ content. ② The geological structure and fracture caused the complexity of the distribution of H₂S. The gypsum-salt rock in upper Jurassic-Tithonian is an important sulphur source, and the main hydrocarbon source rocks are also the major sulfur source of H₂S gas reservoirs. Furthermore, the giant gypsum layers in the middle-upper Jurassic Callovian-Oxfordian and the upper Jurassic-Tithonian are conductive to preservation of H₂S, and the small openings and holes in the reservoir is also correlative to the distribution of H₂S. ③ The H₂S in the study area is mostly distributed in the formations with the geothermal temperature of higher than 100 ℃. The open platform deep-water sedimentary facies are harmful to the formation of H₂S. The patch reef and overthrust zones belong to the belts of low H₂S content, however, the biological dike reef zones belong to the belts of medium-high H₂S content. However, the origin and distribution factors of sour gases in natural gas reservoirs were obtained. At the same time, it was pointed out that more necessary and accurately quantitative research is still needed to determine the origin and distribution of acid gases in the Amu Darya Right Bank Block, Turkmenistan.     

库车坳陷东部吐格尔明地区天然气地球化学特征及油气充注史

库车坳陷东部油气地质条件复杂,天然气成因与油气充注时间存在争议,油气充注史不明,制约其油气勘探进程。利用天然气组分、碳同位素组成、流体包裹体岩相学与均一温度等分析测试数据,结合沉积埋藏史及构造演化史,研究了库车坳陷东部吐格尔明地区天然气地球化学特征、天然气成因类型及油气充注时间,分析了油气充注成藏过程。结果表明：吐格尔明地区天然气组分以甲烷为主,甲烷含量为75.56%～90.11%,干燥系数为0.79～0.93;δ¹³C₁和δ¹³C₂值为-35.73‰～-33.80‰和-26.41‰～-25.30‰,天然气成因类型属于成熟阶段的煤成气。吐格尔明地区侏罗系砂岩储层发育两类流体包裹体,分别为黄色液态烃包裹体和蓝白色荧光的气液烃包裹体、灰色的气烃包裹体,表明该区存在两期油气充注,第一期为13～7 Ma的原油充注,第二期为2.6 Ma以来的天然气充注。康村组早中期,吐格尔明地区烃源岩形成的原油充注至宽缓背斜圈闭中保存;库车组晚期,侏罗系克孜勒努尔组与阳霞组发育良好的源储组合,天然气近距离充注成藏。     

页岩孔隙研究新进展

随着非常规油气勘探的兴起页岩孔隙研究备受重视,如何研究页岩孔隙已经成为非常规油气首要解决的问题之一,其对页岩油气勘探层位选取、资源潜力评价和油气渗流能力计算具有重要意义。对页岩微—纳米孔隙表征技术、页岩孔隙类别的划分以及页岩孔隙演化规律分别进行了综述并指出存在问题,同时结合最新研究进展对页岩孔隙研究进行展望。提出工业CT—微米CT—纳米CT/FIB系列辐射扫描方法和压汞(MICP)—氮气吸附(N2)—二氧化碳吸附(CO2)流体法是孔隙定量表征的最优方法,通过单井孔隙度测井资料与实验室测定结果建立校正图版指导储层孔隙发育段优选;页岩孔隙分类研究还应该考虑含油气性,利用原子力显微镜等工具加强孔隙含油性研究;孔隙演化规律研究应该采用模拟实验和真实剖面样品对比并结合矿物组成分析等寻找主控因素。     

不同成分盐水驱CO2的残余气饱和度

CO₂在地下深部咸水含水层地质封存的多种封存机理中,束缚气封存的潜力很大,可占封存总量的30%左右。残余气饱和度是评价束缚气封存量的一个十分重要的参数。通过测定不同成分盐水驱CO₂的残余CO₂饱和度,对不同咸水含水层的束缚气封存潜力进行定性的评价,进一步为深部咸水含水层的CO₂封存量的评估提供了参数依据。同时也对深部咸水含水层CO₂地质封存的工程选址和目标含水层的选择具有一定的指导和借鉴意义。实验使用饱和CO₂的蒸馏水、NaCl溶液、CaCl₂溶液以及NaCl和CaCl₂的混合溶液(质量比1∶1),溶液质量浓度都为10%,驱替饱和CO₂的岩心,最后计算残余CO₂饱和度。饱和CO₂的溶液驱替CO₂的过程可以分为两个阶段：活塞式驱替和携带式驱替。实验结果显示,4种液体驱替实验的残余CO₂饱和度由小到大依次为：蒸馏水、混合溶液、NaCl溶液、CaCl₂溶液。结果表明：在界面张力和流体粘性共同作用下,界面张力对岩心中CO₂驱替效果的影响起主导作用;这3种类型盐水中,Cl-Ca型水束缚气封存潜力最大,其次是Cl-Na型水,Cl-Na·Ca型水最差。     

低渗卤水盆地提高CO2注入性的技术方法: 以江汉盆地为例

注入性是关系CO₂地质储存成功与否的一个关键的技术和经济问题, 评价与提高CO₂在中国陆相沉积盆地普遍存在的低渗储层中的注入能力对于碳捕集与封存技术在中国的应用与推广具有重要意义.以江汉盆地江陵凹陷为例, 通过数值模拟的方法开展高盐低渗储层CO₂注入能力评估与提高方案研究.结果表明: 预注入淡水和低盐度的微咸水溶液均可不同程度地缓解注入井周围的盐沉淀问题; 预注入CO₂饱和溶液或稀盐酸溶液, 可显著提高注入井周围的孔渗值, 提高CO₂注入性, 但由于储层本身的低渗性, 迁移距离有限, 短时间内较难实现CO₂注入速率的大幅度提高.采取水力压裂措施可显著提高低渗储层中CO₂的注入性, 其提升能力取决于压裂裂缝的半长度以及压裂程度.对于单个垂直井, 通过水力压裂对储层加以改造, 并采取多层注入的方式, 在低渗储层中实现数十万吨的年注入量是可能的.      

深部CO2泄漏对浅层地下水水质影响研究进展

由于盖层中存在的未知断层、裂隙或被废弃井穿透等原因,深部储存的CO₂可能会发生渗漏,并向上迁移进入浅部含水层,改变地下水中酸度和溶解组分的浓度分布。国外开展CO₂泄漏对浅层地下水水质影响相关研究尚处于起步阶段,且室内实验、野外试验和数值模拟等研究结果表明,CO₂泄漏对浅层地下水中pH和微量重金属组分浓度影响显著,虽浓度大多未超饮用水标准,但由于含水介质之间矿物组成的差异较大,有必要针对具体场地的地下水水质和矿物组分特征进行调查,研究CO₂侵入对地下水水质的影响,在总结已经达成共识和存在的问题基础上提出下一步研究趋势。     

莺歌海盆地泥-流体底辟带热流体活动对天然气运聚成藏的控制作用

莺歌海盆地是一个在新生代发育起来的南海北部被动大陆边缘的年轻高热盆地, 其高地温场及高大地热流值主要集中于盆地中部坳陷区的泥-流体底辟构造带.因此, 底辟发育演化与热流体上侵活动, 尤其是上新世晚期的热流体活动控制了天然气及CO₂的运聚与成藏特征.同时, 由于热流体上侵活动的分区分块与分层的局部性侵入, 导致了壳源型和壳幔混合型CO₂及烃类气运聚富集的分区分块与分层的局部富集特点.总之, 泥-流体底辟作用中热流体上侵活动是控制天然气尤其是CO₂运聚乃至富集成藏的主导因素, 而壳源型和壳幔混合型CO₂等非烃气与烃类气运聚成藏时间及运聚通道的差异, 则是控制和制约烃类气与非烃气差异运聚及富集成藏的关键.根据本区CO₂等非烃气与烃类气的地化特征及运聚规律, 可以分析和预测其运聚成藏模式, 为天然气勘探部署提供依据.      

神华碳封存示范项目中CO2注入分布模拟

CO2咸水层封存被广泛认为是一种具有大规模温室气体减排潜力的地学前缘技术。选取中国第一个全流程CCS项目为研究背景,结合工程实际情况,选取鄂尔多斯盆地为具体研究对象,提取相关参数,建立相应的地质模型,通过数值模拟研究咸水层多层统注时CO2在咸水中的主要封存机制、CO2在地层中的运移分布特征及其与注入能力的关系,并观测由于CO2注入引起的地层压力、CO2摩尔分数、酸碱度等的变化情况,为方案的进一步优化奠定基础。研究表明,CO2注入咸水层后,大部分进入储层上部,且注入能力越大时,注入的层位越多,注入量越大;CO2在咸水层中的存在形式有自由态、束缚态和溶解态。所有探索性研究的目的是给示范性项目的未来提供一个良好的基础优化方案。     

鄂尔多斯盆地苏里格庙与靖边天然气单体碳同位素特征及其成因

苏里格庙上古生界砂岩气藏天然气重烃含量高,干燥系数低,为湿气;靖边奥陶系风化壳气藏天然气重烃含量低,干燥系数高,属干气。苏里格庙天然气的正构烷烃碳同位素具有δ13 C₁<δ13 C₃ <δ13 C₂ <δ13 C4的规律,靖边天然气具有δ13 C₁<δ13 C₂ <δ13 C₃ 的规律。二者高碳数烷烃的同位素差别较大,尤其是苏里格庙的乙烷碳同位素比靖边平均重 3.6‰。根据天然气单体碳同位素及其含量变化,苏里格庙天然气属煤成气,靖边天然气属煤成气与油型气的混合气。苏里格庙和靖边天然气中均含少量CO₂ 气,其碳同位素表明苏里格庙除苏 5井为无机CO₂ 气外,均为有机CO₂ 气;靖边林 1、林 5井为无机CO₂ 气,陕参 1井为有机CO₂ 气。结合烷烃气和CO₂ 气,苏里格庙天然气可以分为含有机CO₂ 煤成气和含无机CO₂ 煤成气。碳同位素比值与Ro 关系分析认为,苏里格庙的天然气成熟度处于成熟到高成熟阶段,其相应气源岩的平均Ro 为 1.2 9%～ 1.39%,这一结果与该区二叠系煤岩的成熟度符合较好。     

天然沸石对二氧化碳的吸附和对混合气体的分离纯化

作为燃料的沼气含有30%以上的CO₂和少量的硫化物,影响其燃烧值、污染环境。本实验利用天然沸石的吸附性能吸除CO₂和少量的硫化物、富集甲烷,效果很好。处理结果既能提高沼气燃烧值又能减少环境污染。沸石对CO₂吸附量20-30 ml/g,吸附后可以用变压的方法反复活化,反复使用。