多孔介质中天然气水合物注热开采影响因素实验研究

利用自制的一维天然气水合物开采模拟实验系统,模拟海洋地质条件,在填砂模型中生成天然气水合物,再注入热盐水进行注热开采的物理模拟实验,分析注热参数对水合物分解动态及注热开采能量效率的影响.分别设定注热水温度为60、80、100℃,注热水速度为12、15、18 mL/min,最长注热水时间220 min.结果表明:在相同的...     

储层和开采参数对天然气水合物开采产能的影响分析

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景，采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上覆层和下伏层渗透率等储层参数，以及降压幅度、降压井长度和出砂堵塞（通过改变井周网格渗透率反映出砂堵塞）等开采参数对天然气水合物降压开采产能的影响。数值模拟结果表明：(1)随着储层渗透率的增大，产气量有明显的增加；随着储层压力、孔隙度的增大以及上覆层和下伏层渗透率的减小，产气量有较大的增加；随着储层温度的增大，产气量有一定的增加；产气量随饱和度的增大先增大后减小。因此，实际开采时可优先选择渗透率大、上覆层和下伏层渗透率小、孔隙度大、温度较高、水合物饱和度适中的储层。(2)随着降压幅度的增大以及降压井长度增大，产气量有明显的增加；而随着出砂堵塞程度的加剧，产气量有非常明显的减少。因此，实际开采时可以通过增大降压幅度和降压井长度以及采取减轻出砂堵塞的措施来提高产气量。研究结果可以为我国将来天然气水合物开采区域及开采方式的选择和确定提供参考。     

天然气水合物开采井孔出砂问题研究

天然气水合物是一种重要的非常规能源,但水合物开采出砂问题成为制约其走向商业化开发的关键因素。南海北部陆坡是我国天然气水合物的重要赋存区,其水合物主要以分散状弱胶结方式赋存,研究其出砂问题显得极为迫切。研究表明储层出砂的根本原因是储层介质强度降低,而水合物储层介质强度受到水合物胶结模式、水合物饱和度、孔隙流体压力、流速及生产压差等影响。本文在对比分析天然气水合物储层出砂与常规油气藏出砂特征的基础上,总结了弱胶结疏松砂岩油藏出砂研究方法,为天然气水合物储层开采井孔出砂的研究提供思路和参考。     

海洋天然气水合物开采方法及产量分析

海洋天然气水合物的巨大储量刺激了世界各国能源部门努力研究如何从天然气水合物储层生产天然气。根据水合物形成的条件,只有当水合物处在其相平衡条件以外,水合物才能分解。因此,水合物的开采方法只能为热熔法、抑制剂刺激法、减压法和地面分解法。为了对天然气水合物储层中气体的生产有个定量的评估,本文以水合物开采井为例,运用数学方法推导了水合物井中气体的产生量。结果表明,在天然气水合物储层中,天然气释放量是井内水合物分解温度、压力及水合物层气体渗透性的敏感函数。该函数可以用于天然气水合物井气体开采量的计算及对水合物储层可开采性评价。     

水合物直井与水平井产气效果分析——以神狐海域SH2站位为例

以现有的南海神狐海域SH2钻孔资料为基础,建立起了与试采站位类似的"水合物层—游离气层"成藏模型,利用TOUGH+Hydrate数值模拟软件,对开采井内产气的来源问题做出了定量解释;分别使用直井和水平井降压开采方式,对"水合物层—游离气层"的储层进行了产气效率、储层开采程度方面的比较。结果表明:1)对研究工况,使用直井降压开采时,前100 d内井内气体有16%是直接来源于下部游离气层,且仍有很大部分游离气是向上迁移至水合物层中后产出,最终游离气层的贡献可达40%左右; 2)直井开采易生成二次水合物,而使用水平井开采时,游离气的向上迁移会带动更深层热液的向上运动,能在很大程度上提高水合物分解速率,并能够防止二次水合物的形成; 3)对研究工况中的"水合物层—游离气层"储层进行长期开采时,水平井降压开采更具应用前景。     

利用生产动态及地震资料分析井间河流相砂体连通性

渤海PL油田是位于渤海湾盆地的大型河流相油田,在其注水开发过程中,亟需准确认识注水井与生产井之间的砂体连通性,以便优化和调整注采井网,提高采收率.针对油田砂体横向变化快,纵向上薄砂体发育的特点,利用丰富的压力、水淹等生产动态资料及相位转换后赋予地质意义的地震资料综合分析砂体的连通性,进一步完善和修正了早期以地质及测井资料确定的砂体连通性分析成果,并引入注采连通率概念,用来定量表示井组范围内注水井与生产井之间的砂体的连通性.该套方法在PL油田注水优化及井网调整研究中得到了充分的体现,对其它河流相注水开发油田井组范围内井间砂体连通性研究具有一定的借鉴作用.     

非成岩水合物储层降压开采过程中出砂和沉降实验研究

天然气水合物多赋存在非成岩地层中,在开采过程中易出现出砂和沉降情况,制约了天然气水合物的安全高效长期开采。为研究水合物开采过程中的温压、产气、产水、出砂和沉降情况,在自主研发水合物出砂及防砂模拟装置上进行了不同条件下的开采模拟实验。研究表明,在前两个生产阶段,产水含砂率和出砂粒径随着水合物开采而逐渐增大;水合物细砂储层产气速率增加会增大携液能力,导致携砂能力增强而增大出砂风险,同时高产气速率促进井筒温度降低导致冰相生成,存在冰堵的风险;开采过程中的储层沉降与储层水合物含量相关性较大,而产气速率和降压速率对储层沉降的影响与产气模式有关。水合物开采中后期进行增产作业会增加储层出砂风险和沉降速率,进一步探讨了该实验对日本2013年第一次海域水合物试采出砂情况的推测,提出水合物开采分阶段分级防砂的概念。     

日本天然气水合物开采试验获得成功

据日本经济产业省消息 ,开采天然气水合物的实验已获成功 ,并将在今后 1 0年开发实用技术 ,用于近海海底天然气水合物的开采。试验在加拿大西北部进行。一口深 1 2 0 0 m的井钻到天然气水合物层 ,通过井注入温水后 ,天然气水合物中的甲烷便溶在温水中 ,然后把溶有甲烷的温水抽回地面 ,进行分离得到甲烷。科学家预测 ,地球海底天然气水合物的蕴藏量约为 50 0亿亿立方米 ,相当目前世界年能源消费量的 2 0 0倍日本天然气水合物开采试验获得成功@蔡峰     

压裂防砂技术在南堡35—2油田大斜度井的应用

南堡35—2油田明化镇组储层为中高孔、中高渗疏松砂岩稠油油藏,需要压裂防砂来实现增产和防砂。根据端部脱砂压裂的原理,并结合南堡35—2油田A16井明化镇组储层特点,优选出适合该井压裂防砂的清洁压裂液、支撑剂和工具,针对井斜大的特点优化了压裂防砂工艺,采用一趟管柱对明化镇1油组和0油组成功进行了压裂防砂施工。压后油井产液量提高明显,且不出砂,证明压裂防砂达到了增产和防砂的双重作用,是开发疏松砂岩稠油油藏的一项进攻性措施。     

联合深层地热甲烷水合物开采方法及可行性评价

随着全球能源消耗不断增加,天然气水合物和地热资源具有储量丰富、清洁高效等优势成为世界研究的热点,中国南海海域同时具有丰富的水合物资源和地热资源。由此,提出了联合深层地热资源开采浅部水合物的方法,通过向深层地热储层注入海水,海水在深层地热中吸收热量后循环至浅部水合物储层,结合降压法和注热法促使水合物分解。利用数值模拟对联合法的可行性进行评估,并对地层热物性、开采参数等储层敏感性进行分析。模拟结果表明:联合法能够有效地利用深层地热将海水加热,海水进入水合物层时的温度保持约为50℃,与注热法和降压法相比具有更高的产气量,具有良好的可行性;注入速度、井底压力、地层导热系数和地温梯度对联合法开采效果具有显著影响;注入速度和井底压力对前期的产气效果影响较大,而较大的地层导热系数有利于海水与地层的换热;地温梯度小于0.025m/℃时,联合方法的换热性能极大减弱,甲烷累计产气量大幅度降低,联合方法的商业价值降低,可行性减弱。     

神狐海域天然气水合物层分解井中电学监测效果模拟与分析

为实现天然气水合物开采过程中水合物层分解状态实时监测,基于静电场理论和监测井布设特点设计了一套电极阵列式井中电学监系统。以南海神狐海域天然气水合物远景开采区为研究区,总结归纳水合物开采过程储层分解和电阻率变化特点,构建不同开采阶段储层地质及电阻率模型,模拟利用设计系统对水合物层进行探测,正演计算得到不同装置形式探测电阻率剖面图像,随后对图像进行对比分析,界定该系统对水合物层分解状态的探测能力。研究结果表明,利用偶极装置探测的电阻率和相对电阻率剖面可准确确定不同饱和度水合物层界面位置,水合物分解区范围,分解区边界定位误差可小于0.5m。井中阵列式电学监测系统能够有效进行水合物层分解状态监测,具有良好的应用前景。     

海洋天然气水合物分解过程中其上部地层稳定性分析

在有覆盖层的海洋天然气水合物开采过程中,由于水合物分解引起上部地层应力重新分布可能导致上部地层蠕变、坍塌、滑坡、套管变形及井口安全等事故.以海洋天然气水合物沉积层具有覆盖地层为例,利用静力学理论建立了采用控压法开采海洋天然气水合物时上部地层物性参数、井筒压力及天然气水合物分解后地层剩余支撑力之间的力学稳定性模型.从理论上讲:当K＞1时,上部地层稳定;当K＜1时,上部地层失稳.该力学模型可对海洋天然气水合物开采井设计及安全开采具有一定的借鉴意义.     

热水驱替开采Ⅱ类水合物藏规律研究

天然气水合物广泛分布于陆地冻土带和深海地层,资源潜力巨大,其中Ⅱ类水合物藏占有重要地位。为加强对Ⅱ类水合物藏开采规律的认识,结合实际水合物藏参数,使用数值模拟方法研究了热水驱替开采Ⅱ类水合物藏的动态规律,并与降压法的开采效果进行了对比分析。结果表明:①热水驱替开采Ⅱ类水合物藏时,产气速率和分解气速率首先快速上升,然后以较快速度下降至趋于相对稳定;累产气和累分解气上升较快;气体采出程度和水合物分解程度均处于较高水平(>60%)。②热水驱替对Ⅱ类水合藏的开采具有一定的适应性,与降压法开采相比,热水驱替方式下储层水合物的分解更彻底,气体采出程度、水合物分解程度也更优,但具有较低的累积气水比,产水量较大。     

HD-1注汽井新型防砂材料的研究与应用

孤岛油田属稠油疏松砂岩油藏,生产过程中油井出砂严重,现有的涂敷砂人工井壁防砂注蒸汽后强度较低,造成防砂成功率低,注汽后高强度采液生产周期较短。为此,通过室内试验,优选出耐高温树脂、高强度骨架颗粒、偶联剂、固化剂,进行室内配方优化试验,评价固结体耐高温性能,测定其渗透率,研制出一种适用于疏松砂岩油藏注蒸汽热采井的HD-1注汽井新型防砂材料。在孤岛油田稠油注蒸汽热采区共试验72口井,成功率为91.0%,截止目前,累计产油为121 572 t,单井平均有效期为233 d。现场应用表明：HD-1注汽井新型防砂材料耐高温、强度高,防砂成功率高,有效期长,能够有效改善注蒸汽热采井的防砂效果。     

绥中36．1油田注水井堵塞原因分析及对策

绥中36．1油田注水井注入压力普遍偏高,导致注水量下降,地层能量亏空,油田开发受到影响。注水井注入压力上升的主要原因是地层受到堵塞,此文从注水水质、储层敏感性和工艺措施三个方面分析了绥中36．1油田注水并堵塞的原因,提出了解除注水井堵塞的对策,并以D17井和E7井为例论述了氟硼酸体系对绥中36．1油田注水井解堵的有效性。     

极地天然气水合物资源利用前景CSCD

极地天然气水合物资源潜力巨大,储层类型主要为富砂沉积物储层,最可能实现远景勘探和商业利用,是一种重要的战略能源。综述了天然气水合物在极地的分布情况、极地主要地区天然气水合物矿藏资源量以及水合物开发利用的资源金字塔。结合美国、加拿大和俄罗斯在北极冻土区天然气水合物勘探开发的案例进行了4种开采技术优缺点对比,并对极地区和非极地区5次天然气水合物试采效能进行对比评价。根据目前国际油气价格、能源结构、各国水合物研究目标和我国天然气水合物勘查开发现状等,提出了我国参与极地天然气水合物研究和开发的思路。     

腰英台气田天然气水合物防治

松辽盆地南部长岭断陷腰英台深层构造腰深1井井筒及输气管线发生水合物堵塞现象,分析认为天然气水合物是导致堵塞的原因。天然气水合物是在一定温度和压力条件下由天然气中烃分子与游离水结合而形成。计算出腰深1井水合物添加甲醇的合理量,通过从油管和套管添加甲醇,使该井恢复了正常生产,日产气量（6～12）×10^4m^3。防堵的关键是注入甲醇和连续平稳生产。     

天然气水合物注热水分解前缘热作用因素分析

为研究天然气水合物注热水分解前缘的热作用影响,建立了考虑孔隙介质中水合物饱和度的分解前缘数学模型,并进行迭代分析求解;实验测温前缘和电阻前缘与数学模型拟合前缘较好的吻合,误差控制在8%以内;分析了注热水温度和速率对分解前缘的热作用影响:温度对分解前缘影响的误差不超过8.71%,较大流速对分解前缘影响误差为4.53%,在提高注入热水温度的同时以较大注入速率能减小对水合物分解前缘的热作用影响。     

渤海P油田河流相多层砂岩油藏储层连通性分析

为解决渤海P油田注水开发过程中逐渐暴露出的注水井吸水不均衡、注入水单层突进、储量动用不均衡等问题,以搞清剩余油分布及指导油田井网优化。通过对压力变化、水淹状况、生产干扰情况及储层沉积、储层展布等方面的分析,对河流相多层砂岩油藏储层连通性及控制因素进行了研究。认为不同沉积类型条件下,馆陶组辨状河沉积储层连通性优于明化镇组曲流河沉积,相同沉积类型中,沉积规模广、砂体呈垂向叠加,且夹层不发育的储层连通性好。可见,研究区储层连通性主要受沉积类型、沉积规模、砂体叠加模式及夹层展布的影响。     

平湖油气田八角亭构造BG1井低产分析及储层改造

BG1井为平湖油气田八角亭构造一口气井,该井于2006年11月完钻并投产P11层。投产初期BG1井的产能较高,天然气产量最高达到10×10^4m^3/d,但产量下滑迅速,后虽补开P12层,但产量并未有起色,不久产量便下降至数千方。结合地质认识、油藏开发特征以及压力测试等资料进行分析研究,明确了BG1井产量下滑是受储层非均质性、凝析油反凝析、地层水不配伍等多重因素影响。根据方案对比,提出了解堵和压裂联做方案。并于2008年9月对BG1井实施了压裂改造措施,基本解决了井筒附近的污染,产量恢复至3.5×10^4m^3/d,对东海低渗透储层的改造具有借鉴意义。