油砂沥青热碱水萃取分离技术现状

作为非常规石油资源的油砂受到愈来愈多的重视。本文评述了世界油砂资源开发现状和中国油砂资源的利用前景,总结了工业上成熟的油砂沥青热碱水萃取技术分离沥青的流程,论述了热碱水萃取过程中沥青与矿物、粘土和气泡之间相互作用及其对沥青分离效率的影响;全面总结了油砂沥青热碱水萃取过程中温度、pH值、多价阳离子和加工助剂等物理化学条件对沥青与矿物之间相互作用和沥青有效分离的影响。最后指出油砂沥青热碱水萃取分离的最优化实验技术研究是值得进一步深入研究的方向,原子力显微镜的运用和不同萃取技术的综合运用将在改善沥青的萃取分离效果上发挥作用。     

岩性因素对油砂热碱水分离效率的影响——以四川厚坝及内蒙古图牧吉油砂为例

油砂是一种重要的非常规石油资源,目前较为常用的沥青回收方式是热碱水分离法。本文运用热碱水分离法处理了四川厚坝与内蒙古图牧吉两地的油砂样品,并对上述两地的油砂样品进行了镜下薄片观察、XRD分析以及比表面积和总孔容测定,对比分析了两者的岩性特征和油砂热碱水分离实验的数据,结果表明,油砂中黏土矿物的含量、油砂岩的胶结程度及胶结方式、油砂的砂颗粒粒径、油砂层遭受风化作用的程度等因素都会影响油砂沥青热碱水分离的效率,在设计油砂开采工艺流程时,应该综合考虑这些因素。     

极浅层稠油油藏油砂特征及潜力评价

油砂和浅层稠油是具有超低开发成本的两类非常规资源,非常规与历次油价下跌密切相关,使得这类资源成为了全球瞩目的焦点.春风油田兼具地表油砂和浅层稠油两类非常规,但岩心在地表会呈现极松散的不成型油砂,使得一些基础常规实验无法测定,影响到进一步分析评估.因此,需要针对这类非常规资源进行一系列新实验,即在常规实验的基础上,增加热物性、高温相渗、核磁共振等专项实验,并与常规实验结果进行比较.热物性实验发现,储层内部灰质、泥质夹层导热性良好,反映热波及效率会较高.相渗实验发现,油砂的油水相渗Kro和Krw的终点间距较大,两相覆盖范围宽,束缚水饱和度低,且孔隙越均匀,油相相对渗透率就越大.实验还发现,热物性、相渗、阵列感应实验得到的不同参数,相互之间存在一定相关性.利用新的核磁共振方法,可直接得到束缚水饱和度,获取原始含油饱和度,进而求取驱油效率,大大简化实验步骤和测试项目.最后,通过驱油效率计算和潜力评价发现,虽然经过多轮次吞吐,油砂目前的平均含油饱和度仍然很高,反映了稠油储量动用程度低,仍有很大的开发潜力.     

原油极性组分的吸附与储层润湿性及研究意义

探讨了原油极性组分（非烃,沥青质）的吸附机理及其吸附性,润湿性特征;介绍了ＮＳＯ极性化合物与润湿性的关系。极性化合物的吸附可能是多种机理共同作用的结果,吸附作用可导致储层润湿性反转,润湿性是决定原油采收集的主要因素。通过改变储层润湿性,可能有利于提高原油采收率。极性化合物的吸附等特性在储层润湿性研究,油田开发管理中具有重要意义。     

页岩、煤、沥青和原油的生气实验研究

选取了有代表性的页岩(海相页岩与油页岩)、煤、沥青与原油样品进行了真空封闭体系生气模拟实验,研究了不同生气母质的生气高峰阶段及其在不同热演化阶段的气产率及气体组成 ,综合探讨了不同生气母质的生气机制与生气规律及母质类型、热演化程度等对气产率及所生天然气组成的影响.为有效气源岩的判识提供了实验依据.     

基于压机热模拟实验的页岩孔隙演化特征

富有机质页岩微观孔隙结构是影响页岩油气富集的重要因素,但热演化过程中的孔隙结构变化特征不甚清楚,是当前领域研究的难点.用新疆三塘湖盆地中二叠统芦草沟组低成熟油页岩样品开展高温高压半封闭体系热模拟实验,对各温度阶段的样品进行抽提,利用低温吸附技术定量表征未抽提和抽提样品的孔隙结构,揭示低熟到过成熟页岩样品的孔隙演化特征.结果表明:低熟-成熟阶段,中、大孔量随热模拟温度上升而降低,微孔量先降低再升高,高压及滞留油/沥青对所有孔隙均有一定的抑制作用;高-过成熟阶段,孔含量明显上升,残留沥青中会产生微孔及中、大孔.在热模拟实验中温度、压力条件对孔隙结构具有重要影响,有机质演化产物与孔隙演化趋势紧密相关.      

单质硫和含硫矿物对固体沥青中生物标志物热演化过程的影响

含硫物质与地质体中有机质的形成、演化过程密切相关,但在地质演化过程中它们对沉积有机质中生物标志物的影响较少报道.对四川盆地固体沥青样品开展在单质硫(S0)和含硫矿物(黄铁矿、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸钙)存在条件下的加水热模拟实验,进而探讨上述含硫物质在固体沥青热演化过程中对其赋存生物标志物的影响.研究表明,单质硫和含硫矿...     

羌塘盆地中生代源岩中动物型原沥青的成因及意义

通过对羌塘盆地中生代碳酸盐岩中广泛存在的环状、串珠状动物型原沥青进行显微傅立叶红外、热模拟及光性变化特征的研究，结果发现；动物型原沥青形成于有孔虫的壳壁（外皮），在不同温度的热模拟实验中，其光性变化与镜质组具有明显的相关性，与沥青的热演化特征基本相似，因此，其反射率（Rb)可作为青藏高原中生代碳酸盐岩源岩成熟度评价的基础。     

干酪根中类脂肪链含量的测定及石油地质意义

选取了红外光谱中2750～3000cm-1C-H振动峰面积作为反映干酪根中脂肪链含量的特征参数,并以完全饱和脂肪链的微晶石蜡为基准,建立了对干酪根中脂肪链含量进行测定的实验方法,同时讨论了实验条件、无机矿物、干酪根样品加入量等因素的影响。并通过对东营地区不同类型干酪根的低熟烃源岩样品进行的高压热模拟实验,研究了干酪根中脂肪链的百分含量与成熟度、沥青转化率及干酪根原素组成之间的关系。结果表明干酪根中脂肪链含量不仅与干酪根的类型有关,而且随成熟作用增加明显降低,其与热模拟生油量的关系和烃源岩的产烃率曲线相似,在脂肪链含量由15%降至5%时出现一个生油高峰。所以,脂肪链百分含量这一参数有可能成为烃源岩的判别及评价的一个新的重要指标。     

加拿大阿尔伯达盆地油砂开发状况和评价实践

加拿大阿尔伯达盆地油砂资源丰富,Athabasca矿区是盆地中最大的油砂矿区,含油层段为白垩系Mannville组,矿区的目的层为潮汐环境下典型的曲流水道沉积。由于油藏曾发生生物降解作用,油矿地层沥青油黏度可达1×104～100×104 mPa.s。油砂开发主要采用露天开采和钻井开采方法,属钻井开采法的SAGD技术的机理是通过向油藏注入高温蒸汽,使固体沥青油变为可流动的原油,流入采油井筒中而被采出。连续油层厚度、隔夹层和气水层的分布以及水平井段的有效长度影响蒸汽腔的扩展和注汽效率。除考虑孔隙度、泥质含量、含油饱和度和电阻率外,SAGD开采方式下油砂的有效厚度识别标准还考虑连续油砂层、隔夹层和气水层的分布。油砂储量级别的确定,取决于储量的地质落实程度、资料获取情况和开发方案。     

排-留烃过程对富有机质页岩纳米孔隙发育影响的热模拟实验研究北大核心CSCD

为研究生-排烃过程对页岩纳米孔隙演化的影响,选择低成熟且生烃潜力差异显著的茂名油页岩和大隆组硅质页岩为研究对象,经低温热模拟和索氏抽提增加了页岩在生油高峰期的排烃效率后,通过高温热模拟实验,使具有不同残留烃含量的样品演化到过成熟阶段。通过热模拟产物的地球化学分析和孔隙测量,获得了不同残留烃含量的页岩有机质与孔隙发育的热演化规律。结果表明,在高成熟阶段,富I型有机质的黏土质茂名油页岩的残留烃大量转化为固体沥青,促进了中孔、大孔的发育,对微孔的发育影响较小;具Ⅱ型有机质的大隆组硅质页岩,高成熟阶段残留于页岩中的极性有机组分与干酪根生成新的固体有机质,其纳米孔隙发育较差,导致残留烃对中孔和大孔的发育影响不明显。     

排-留烃过程对富有机质页岩纳米孔隙发育影响的热模拟实验研究

为研究生-排烃过程对页岩纳米孔隙演化的影响,选择低成熟且生烃潜力差异显著的茂名油页岩和大隆组硅质页岩为研究对象,经低温热模拟和索氏抽提增加了页岩在生油高峰期的排烃效率后,通过高温热模拟实验,使具有不同残留烃含量的样品演化到过成熟阶段。通过热模拟产物的地球化学分析和孔隙测量,获得了不同残留烃含量的页岩有机质与孔隙发育的热演化规律。结果表明,在高成熟阶段,富I型有机质的黏土质茂名油页岩的残留烃大量转化为固体沥青,促进了中孔、大孔的发育,对微孔的发育影响较小;具Ⅱ型有机质的大隆组硅质页岩,高成熟阶段残留于页岩中的极性有机组分与干酪根生成新的固体有机质,其纳米孔隙发育较差,导致残留烃对中孔和大孔的发育影响不明显。     

CaSO4-C-H2O体系研究：模拟实验与热力学探讨

传统认为TSR成因的固态沥青(焦沥青)属于热化学反应的终端产物,不会对TSR的反应进程起到重要作用.本文以活性炭作为固态沥青(焦沥青)的模型化合物,开展了CaSO4-C-H2O体系的热模拟实验研究,探讨了CaSO4-C-H2O体系发生TSR的热力学特征.实验结果表明,CaSO4-C-H2O体系在300℃时即可启动TSR,主要生成CaCO3、H2S和CO2等产物.这一TSR门限温度要远低于以往室内利用气态或液态烃类进行的TSR模拟实验温度范围,与热力学计算结果一致.利用HSC Chemistry 5.0软件进行TSR过程模拟,发现25～200℃时CaSO4-C-H2O体系发生的TSR完全受动力学控制,在温度保持不变情况下,压力增大不利于CaSO4-C-H2O体系发生TSR.较少的含水量对TSR有一定促进作用,而含水量过多则可能抑制TSR的进行,含水量对TSR的影响可能与CaSO4在水中的饱和浓度有关.在一定的温度下,当体系pH≤2时,随着pH逐渐降低,CaSO4的量呈线性递减,但在沉积盆地地层水pH范围内(pH＞4),pH对TSR的作用可以忽略不计.CaSO4-C-H2O体系发生的TSR反应是一个放热过程,并且随着温度升高,反应热逐渐增大.在25～200℃范围内,TSR反应热为12.9～133 J/molCaSO4.热力学计算以及模拟实验结果均暗示,固态沥青(焦沥青)可能比烃类更容易参与TSR.     

准噶尔盆地风城油砂矿床储层特征及成因分析

油砂又称沥青砂,是一种含有天然沥青的砂岩或其他岩石。本文在简要概述准噶尔盆地油砂分布特征的基础上,分别从岩石学及储层地质学等方面分析了风城油砂矿赋存的层位、岩石学特征及储层的孔隙度和含油率等方面的特征;在成因方面,分别从构造、成岩作用及生物降解三方面分析了风城油砂矿形成的条件,其中,区域上的断层为油砂矿的形成起到了封闭遮挡的作用．而不整合则起到了运移通道的作用：成岩作用及生物降解对油砂矿的储层及油砂的最终形成起到了重要作用。通过对准噶尔盆地西北缘油砂储层特性及成因分析．探讨油砂矿的成因类型．为进一步勘探开发丰富的油砂资源．提供有效依据。     

海相原油沥青质作为特殊气源的生气特征及其地质应用

应用高压封闭体系,对塔里木盆地海相原油中的沥青质组分进行了热裂解模拟实验,从气态烃产率及碳同位素演化、焦沥青的生成等方面,探讨了沥青质作为特殊气源的生气机理。运用Kinetics动力学软件,计算得到沥青质裂解的动力学参数（活化能和指前因子）,在此基础上,将模拟实验结果外推至地质条件下,探讨其动力学模型的实际应用。结果表明,沥青质裂解气在Easy%Ro值0.8左右开始生成,在Easy%Ro值2.65左右其转化率达到1。Easy%Ro为0.9时沥青质裂解进入主生气期（转化率0.1）,Easy%Ro为2.3时主生气期结束（转化率0.9）。研究成果可为中国海相层系裂解气的判识、资源评价及勘探决策等提供实验和理论依据。     

生烃热模拟研究进展及对非常规油气成藏研究约束

生烃热模拟实验是烃源岩成烃潜力与资源评价的重要手段,也是揭示页岩油气等非常规能源成藏序列的重要正演方法。生烃热模拟实验可以根据体系的开放性分为开放体系、封闭体系和半开放体系热模拟实验,选择不同的模拟实验方法应用于不同的研究目的。开放体系是与干酪根初始裂解反应最相近的热模拟方法,半开放体系是最为接近实际地质体中烃源岩热演化的热模拟体系,封闭体系更适用于Ⅲ型干酪根生烃模拟的研究,是认识重烃二次裂解的重要方法。在有机质热演化过程中,生成油气会受温度、压力、水介质、催化剂等条件的影响,这些外界因素也会对热模拟实验产生重要影响。热模拟实验在非常规资源中应用较广泛,既可以研究烃源岩的生排烃特征、成烃潜力及油气滞留特征;也可以分析作为储层的泥页岩的储集物性及孔隙类型演化特征等。目前热模拟实验在碳酸盐岩烃源岩热模拟实验、页岩热演化过程中的微米-纳米孔隙结构变化特征,有机质生排烃与泥页岩储集物性的协同演化关系这三个方面取得重要进展,也是未来的主攻方向。     

内蒙古油砂固体颗粒的矿物组成和亲疏水性特征

油砂是一种重要的非常规油气资源,由沥青、固体颗粒(包括粗颗粒和细颗粒)和水组成,其开发利用的关键在于提高其中沥青的提取效率.溶剂提取技术因其沥青提取效率高、环境友好等优点被认为有望取代现有水基提取技术.在溶剂提取过程中,主要存在沥青中固体颗粒残留率高和尾矿中有机溶剂回收效率低的问题,这与固体颗粒的组成结构和表面性质密切...     

中国海相不同类型原油与沥青生气潜力研究

本文通过固体沥青、沥青砂岩及加入不同介质原油与稠油的加水密闭热压模拟实验,对比研究了海相原油与沥青的气体产率特征、生气潜力及其影响因素.结果表明原油与沥青的生气潜力除与岩性、演化程度有关外,还与其所含可溶有机质性质和组成等密切相关,H/C原子比越大,最大烃气产率越高,生烃气潜力越大.储集岩或运移途径岩石中的原油与沥青,当其再次达到成熟-高成熟阶段时,可以作为新的轻质油气或者天然气源岩.     

沉积盆地动力学研究的新进展

沉积盆地动力学研究在９０年代向多维、多角度、多种研究手段相结合的方向迈进。多维体现在盆地研究延拓至岩石圈层次、上部脆性变形与下部韧性变形相结合，造山带研究与盆地研究相结合，流变学、应力状态等随时间变化影响盆地动力学演化研究方面；同时，构造时间非线性因素也制约着盆地动力学历程。多角度体现在对制约盆地演化的热、应力与重力因素的综合研究，对盆地形成的热作用研究进一步加强，对岩石圈应力的时空演化与岩石圈形变对盆地动力学的影响有了深刻的认识，对重力的成盆作用有了新的探讨。多种研究手段如数值模拟、构造物理模拟实验以及二者的结合等已用来研究沉积盆地动力学演化。     

近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响

研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置, 开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa, 温度为290~390 ℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象, 实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存, 不利于液态油向气态烃的转化, 而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关, 进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应, 增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100~200 ℃, 30~120 MPa)条件下, 岩石孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水, 这种地层水可能具有近临界特性, 对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此, 加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究, 对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响, 深化烃源岩生排烃机理的探讨, 建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型, 都具有重要的理论和实际意义.