一种基于“四区”的低渗透油藏CO_(2)埋存量计算方法及应用

CO_(2)驱油和埋存能有效减少温室气体排放量达到碳中和目标,已有的CO_(2)埋存量计算方法主要针对CO_(2)的静态埋存量进行粗略计算,未考虑实际生产过程中CO_(2)埋存量的变化。针对上述问题,运用CO_(2)溶解、CO_(2)波及体积和驱油机理,将CO_(2)驱油与埋存过程分为气相区、两相或近混相区、扩散区和油相区,并基于“四区法”计算CO_(2)埋存量,得到了不同烃类的注入孔隙体积倍数、注入压力、注气速度下的CO_(2)动态埋存量的变化规律。将研究成果应用于W油田低渗储层,结果表明:注入烃类孔隙体积倍数、压力、注气速度与总埋存量呈正相关性,当压力由12 MPa升至30 MPa,CO_(2)埋存总量增加15.53×10^(4)t;当注气速度由5 t/d增加至30 t/d,峰值CO_(2)埋存总量由3.51×10^(4)t提高至12.62×10^(4)t。研究成果可为同类油藏开展CO_(2)驱油与埋存项目提供新的思路。

页岩含气量现场测试技术进展与发展趋势

含气量是页岩气勘探评价及生产决策中的关键性基础参数,大三段式现场含气量解吸是准确、经济、快捷的首选方法。有别于煤层气思路,页岩含气量在测试原理、方法、技术及仪器等方面均取得了重要进展。无管化测试技术和小三段式测量方法的提出和应用,在提高解吸气测试精度的同时提供了更多有价值的信息。从借鉴于煤层气的条件回推法到多点测量约束拟合法,页岩损失气测量方法更加摆脱了对假设条件的依赖。基于非接触式扭矩传递的方法原理,实现了残余气测试过程中的全程气密。双三段式的含气量准确测量,为总含气量、游吸比、可采系数等含气结构参数的分析和求取奠定了基础,但页岩的可采气量并不是损失气和解吸气的简单加和。高精度含气量现场解吸的应用领域广泛,高精度解吸数据的系统获得、含气结构多参数的预测评价、智能评价技术的实践应用等,是页岩含气量现场解吸发展的基本方向。

含杂质超临界CO_(2)管道止裂分析及控制方案

管道输送作为CCUS技术的关键环节,在超临界高压环境下输送CO_(2)时,由于含杂质CO_(2)特殊的相特性,一旦发生泄漏,压力会维持较高值且温度急剧下降,输送管道易发生裂纹扩展,造成断裂事故。基于延长油田一期36×10^(4)t/a超临界CO_(2)管输预研方案,根据减压波速度计算模型和管道裂纹延性扩展止裂判据,采用修正后的Battelle双曲线法对管道进行止裂分析,对无法满足止裂要求的设计方案进行增加壁厚试算。结果表明:材质为X80、尺寸为Φ140 mm×6.0 mm的L12管线韧性值满足工况下裂纹控制的要求;而同样材质等级、壁厚组合为Φ168 mm×6.0 mm的L11管线所提供的止裂压力低于平台压力,无法保证管线发生裂纹延性扩展时能够自行止裂。对于L11管线,通过将管道壁厚增加至7 mm,其他设计参数不变,可以实现裂纹自行止裂。该研究可为实际工况下Battelle双曲线法在超临界CO_(2)管道断裂控制的应用提供理论基础与实际范例。

延长石油CO_(2)捕集与封存技术及实践

延长石油创新将煤化工CO_(2)捕集与油藏CO_(2)封存相结合,实现了煤炭清洁利用、碳减排和原油增产等多重效益,探索形成了一条煤化工产业低碳发展的新路径。系统阐述了延长石油CCUS全流程一体化技术及矿场实践,形成了煤化工低温甲醇洗低成本CO_(2)捕集技术,捕集成本105元/t,捕集示范规模30万t/a;建立了CO_(2)封存选址及潜力评价方法,评价油田CO_(2)理论封存量为8.84×10~8 t,封存适宜区主要分布在油田西部;揭示了跨时间尺度油藏CO_(2)封存状态演变规律,水气交替注入情景下CO_(2)封存10年和100年对应的构造、束缚、溶解和矿化封存量占比分别为24.38%、27.19%、48.38%、0.05%和15.09%、38.65%、45.77%、0.49%;创建了盖层封闭性评价方法,明确化子坪CO_(2)封存试验区长4+5盖层主要为Ⅰ、Ⅱ类;构建了“三位一体”CO_(2)安全监测体系,监测未发现CO_(2)地质泄漏,封存安全等级为Ⅰ级,矿场实现CO_(2)安全有效封存10.12×10~4 t。煤化工CO_(2)捕集与油藏CO_(2)封存矿场实践取得了良好的碳减排与原油增产效果,相关创新技术应用前景较为广阔。

陆相页岩气资源评价初探:以延长直罗—下寺湾区中生界长7段为例

页岩气是一类非常规天然气聚集类型,在中国找页岩气的实践还处于初期阶段,如何合理评价其资源量目前还没有成熟的方法,尤其针对陆相页岩气评价更缺乏借鉴和参考。文中在分析海相、陆相页岩的差异和特点的基础上,明确陆相页岩资源评价的条件和标准。针对延长探区中生界三叠系延长组页岩开展研究,在样品测试、含气量初评的基础上,对陆相页岩气的资源进行初步评价。对不同勘探程度和地质条件采用不同的资源评价方法,综合不同方法获得的结果认为,延长直罗—下寺湾区中生界陆相页岩气资源量达到(626.4～6 037.2)×108 m3,具有很好的勘探开发价值。

鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩孔隙类型划分方案及其油气地质意义

鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩储层作为一种非常规储集体,对于其孔隙类型划分,当前国内尚无针对性的划分方案。为此,充分调研了国内外页岩储层孔隙类型分类方案,并从中优选出Loucks和于炳松的分类方案,结合延长组陆相页岩孔隙类型扫描电镜观察结果,对Loucks和于炳松的分类方案适当修改,提出了针对性更强的延长组陆相页岩孔隙类型划分方案,以期为延长石油陆相页岩气的发展提供理论支撑。此外,通过氩离子抛光扫描电镜观察,分析了延长组陆相页岩储层孔隙类型发育特征,系统研究了各类孔隙的形成机制、发育规模及油气地质意义。实验结果表明,延长组陆相页岩中粘土集合体内矿物片间孔隙油气地质意义最大;其次为黄铁矿晶间孔隙、有机质孔隙、裂缝孔隙和粘土矿物片间孔隙;再次为刚性颗粒粒间孔隙及边缘孔;石英颗粒溶孔孔径小、连通性差,油气地质意义最小。

鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组页岩气储层非均质性特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7、长9页岩是页岩油气勘探的重要层位,本文在岩心观测、薄片观察、脉冲渗透率测试、有机碳含量测试、气体组分分析、测井解释方法的基础上,对陆相页岩层内岩性、地化参数、微观孔隙结构、力学参数的非均质特征进行研究。研究认为陆相页岩储层砂质纹层发育密度和频率值较高,纹层中的大孔隙与页岩中的中孔和微孔构成复杂的孔隙体系,造成页岩储层层内非均质性极强,可有效改善页岩层系的物性,为游离气的富集和运移提供有利空间和有效通道,对游离气的渗流和富集具有积极意义。非均质程度较弱的页岩段,砂质纹层发育程度低,物性致密,排烃能力最弱,富集较多的吸附气。陆相页岩成储机制受控于其较强的非均质性,同时页岩强非均质性段,脆性矿物含量高,有利于页岩储层的压裂开采。

鄂尔多斯盆地南部中生界陆相页岩气地质特征

基于鄂尔多斯盆地南部页岩气勘探研究与实践,从盆地陆相页岩分布、页岩气地球化学特征、页岩储集层特征、页岩气赋存状态等方面,总结鄂尔多斯盆地中生界陆相页岩气的地质特征。鄂尔多斯盆地中生代晚三叠世早、中期湖盆演化控制页岩气源岩的形成和分布,研究区主力烃源岩为三叠系延长组长7、长9段页岩层系,其总有机碳含量较高,处于成熟—湿气(原油伴生气)阶段。页岩气储集层矿物成分以石英、长石和黏土矿物为主,主要孔隙类型为原生粒间孔和次生溶蚀孔。研究区陆相页岩气均为偏腐泥型干酪根热演化形成的油型气,以湿气为主,吸附态、游离态和溶解态并存。采用容积法估算长7段页岩气总资源量为5 318.27×108 m3,长9段页岩气总资源量为3 067.29×108 m3。

延长油区低渗透油藏提高采收率技术对策

针对延长油田开发中存在的储层物性差,自然产能低;裂缝多,油井水淹严重;地层压力低,生产压差难以保证;注水启动压力高,注水效果差等主要问题,提出了加强储层研究、加强成熟技术推广应用、开展提高采收率方法适应性及潜力评价研究等提高采收率途径和对策。

鄂尔多斯盆地延长油气区山西组山2段储层砂岩成岩作用

根据薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-射线衍射及化验分析等资料,对延长油气区山2段储层的岩石学特征、成岩作用类型和阶段划分及其对孔隙的影响进行了研究。研究表明,该区山2段储层砂岩以石英砂岩、岩屑质石英砂岩为主,成分成熟度较高,结构成熟度较低。成岩作用类型主要包括:压实作用、胶结作用和溶蚀作用。砂岩经历了早成岩阶段A、B期和晚成岩阶段A1、A2和B期的成岩演化阶段。压实作用和胶结作用是砂岩孔隙度降低的主要原因,分别造成19.5%和14%的原生孔隙丧失;溶解作用形成的次生孔隙在一定程度上改善了砂岩储集性能,溶蚀作用增加的新孔隙平均为1.7%。

鄂尔多斯盆地延长探区油气勘探理论与实践进展

陕西延长石油(集团)有限责任公司在鄂尔多斯盆地坚持深化精细勘探常规油气藏,积极探索非常规油气,揭示了低渗混合润湿孔隙介质通道中石油推进式运移的动力学条件与机理,创建了特低渗交替式石油成藏理论,厘清了油藏控制因素及富集规律,指明了老油区勘探方向。在天然气勘探方面,揭示了上古生界砂体及裂缝输导、多期充注、原地或垂向运聚的成藏机理,其具有"广覆式"生烃、"大面积"成藏、储集砂体垂向叠置横向连片、近距离运移多层段聚集的特点;下古生界古地貌环境、储层岩溶及成岩作用、运移动力、铝土岩不整合输导体等因素控制了奥陶系马家沟组天然气聚集成藏。形成了对页岩气成因类型、赋存空间、赋存顺序的多项认识,并通过配套使用针对低渗—特低渗油藏及页岩气、致密油等非常规油气领域的多项勘探工程技术,有力指导了油气勘探实践。

盐岩蠕变三维数值模拟计算方法及应用

盐岩层在蠕动、变形过程中 ,对套管产生非均匀外挤力 ,造成盐岩层套管损坏。中原油田盐岩层厚度为5 0～ 2 0 0m。统计结果表明 ,文 13东块套损发生在盐岩层的井占油田套损井总数的 37%。为从根本上解决盐岩层中套管损坏问题 ,必须对盐岩层的蠕变速度、位移量等进行定量研究。通过盐岩的三轴蠕变试验 ,建立了盐岩变形的本构关系 ,给出了在盐岩蠕变计算中所使用的具体的理论公式、数值计算方法。采用控制容积法 ,通过模拟实际地层情况 ,得出纵向油藏剖面盐岩层的蠕变速度、位移量、应力场及套管所承受的横向推挤力分布规律。文 13东油藏计算结果表明 ,作用在套管柱上的横向推挤压力随着盐膏层蠕变速度的增加而增加 ,尤其表现在盐岩层边界部位 ,这些部位是剪切应力的集中区 ,是套管柱极易发生错断的部位。此项研究成果可用于钻遇盐岩层时调整钻井参数、套管柱的工程设计、套损井防治等多项油田开发工程中。

银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷H井锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

苏红图坳陷位于银根-额济纳旗盆地的北部,该区勘探程度较低,地层格架尚不明确,特别是对于深部火山 岩所在地层年代存在很大争议.研究区火山岩发育,火山活动对油气成藏影响较大,但火山活动期次尚不明确.通过 对研究区一口钻井系统取样,样品涵盖浅部的沉积岩和深部的火山岩,开展样品的锆石U- Pb年代学研究,以期为以上问题的解决提供证据.结果表明①无论是碎屑锆石还是火山岩锆石,除了少数古老年龄的锆石属于变质成因,其 余年轻的锆石均属于岩浆成因锆石.每个样品均有3组年龄,且不同样品的锆石年龄组有所重叠.②深部火山岩的 形成年代为早白垩世,该年龄对火山岩所在的深部地层年代具有很好的约束作用.③年轻的岩浆成因锆石年龄可划分为 4 组,分别是 132.6±0.7 Ma、237.9±3.2 Ma、（255.4±6.2-263.7±2.2）Ma 和（314.1±2.3-328.5）Ma,代表了研究区晚古生代以来的4期火山活动,对应的年代分别为早白垩世、中三叠世、晚二叠世和早石炭世,其中以晚二叠世火山活动 最为广泛和强烈.本次研究成果为研究区地层划分、火山岩预测等提供了有力的依据.

最小混相压力修正方法研究

最小混相压力(MMP)是气驱提高采收率研究中重要参数之一。最小混相压力计算方法包括经验公式法和理论预测法。在深入研究最小混相压力的主控影响因素基础上,建立了修正的最小混相压力经验计算模型,同时对目前的理论预测方法提出了提高计算精度的研究思路。提出的理论计算方法和经验预测方法计算精度都在90%以上,具有较好的可靠性。

延长油田长7致密油储层流体可动用性特征

为准确评价延长油田长7致密油储层流体可动用性,利用核磁共振结合高速离心对延长油田长7致密油储层T2截止值进行标定,对可动流体百分数和不同级别大小孔隙中流体控制量进行深入分析。对比了中国典型致密油区的可动流体百分数分布特征。通过CT、高压压汞、恒速压汞,从微观孔隙结构角度详细分析了流体可动用性的内在控制因素。研究表明:延长油田长7致密油储层饱和水状态T2图谱可分为4类,T2截止值介于1.7~11 ms之间。可动流体主要来自亚微米空间,储层60%以上的流体控制于纳米级空间。0.05×10-3μm2以下储层可动流体百分数低于30%,储层难以动用。延长致密油可动用性好于大庆和大港致密油储层。储层致密是影响储层流体可动用性的关键因素。

陆相页岩气层的CO_2压裂技术应用探讨

中国陆相页岩气资源潜力较大。与海相页岩相比,陆相页岩气层具有厚度薄、脆性矿物含量低、黏土矿物含量高、压力低等特点,海相页岩气的开发技术(特别是压裂技术)并不完全适用。为此,针对陆相页岩气层的储层特征和压裂改造难点,分析了CO2泡沫压裂技术、CO2增能压裂技术和液态CO2压裂技术的特点,并在鄂尔多斯盆地中生界延长组长7段页岩气层开展了液态CO2压裂、CO2增能压裂应用试验。结果表明:纯液态CO2在2.0m3/min排量下可压开长7段页岩气层,压后排液迅速,24h后即点火可燃;同时,CO2增能压裂能显著提高压裂液返排速度和返排率,缩短排液周期,有利于陆相页岩气的勘探开发。此外,根据目前国内压裂设备和技术现状以及环保问题,提出了陆相页岩气层CO2压裂技术今后的应用和发展思路。

延长油田特低渗油藏适度温和注水方法与应用

为解决裂缝性特低渗油藏注水开发水窜、水淹问题,提高水驱开发效果,以延长油田南部地区长8油藏为研究对象,建立了裂缝-基质动态渗吸室内实验评价方法,确定了制约渗吸效果的关键因素,获得了渗吸速度的数学表达式,建立了考虑渗吸-驱替双重作用的渗流数学模型,确定了研究区最佳注采参数。研究表明,水驱油过程存在使渗吸驱油效率达到最高的最佳驱替速度,且随着渗透率的降低最佳驱替速度变小;储集层品质指数和岩石水相润湿指数越大,渗吸驱油效率越高,而初始含水饱和度、油水黏度比越大,渗吸驱油效率越低;延长油田南部长8特低渗油藏最佳注采比为0.95,含水率95%时预测的水驱采出程度为17.2%,较常规注水(注采比1.2)增加2.9个百分点。充分发挥渗吸-驱替双重作用的"适度温和"注水技术可显著提高裂缝性特低渗油藏注水开发效果。

延长石油集团非常规天然气勘探开发进展

延长石油集团通过强化地质认识,明确了鄂尔多斯盆地陕北斜坡具备形成非常规天然气的地质条件,而致密砂岩气和页岩气是当前最为现实的勘探开发领域。在地质勘探理念上,确定鄂尔多斯盆地的南部物源对古生界砂体的发育具有重要贡献,而频繁的水进水退作用是促进优质储层发育的最主要因素;建立了"成熟烃源灶迁移控藏"的成藏模式,以此预测致密砂岩气藏的空间展布;重视陆相页岩砂质纹层的气体赋存能力,找到游离气赋存空间;以地化、储层、测井、地震等多种学科相结合实现了页岩气储层甜点的地震预测。同时,形成了陆相页岩气水平井钻完井技术、致密砂岩气藏储层保护钻井液体系、VES-CO2泡沫压裂技术、液态CO2/滑溜水混合压裂技术等开发技术,保证了致密砂岩气和页岩气的规模化开采。以勘探开发一体化模式为指导,探明中生界页岩气地质储量677×108 m3,古生界致密砂岩气地质储量3 000×108 m3,目前的天然气生产能力已达到6×108 m3/a,基本打破南油北气的开发局面。

延长探区天然气勘探重大突破及启示

延长石油集团天然气探区位于鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡东南部。长期以来,盆地存在"南油北气"的固有认识,导致对延长探区上古生界天然气勘探潜力评价较低。自2003年完钻了第一口真正意义上的天然气探井以来,通过强化地质研究,明确了延长探区位于油气富集的陕北斜坡东部,储集层以水下分流河道砂体、障壁岛砂坝为主,烃源岩广泛发育,泥岩盖层厚度大、分布稳定,天然气资源潜力在7 500×108m3以上。通过积极推动理论和技术创新,明确提出"优质储层与古流体运聚空间的有效配置决定着天然气富集程度"的成藏认识,成功研发出适合延长探区上古生界致密砂岩气藏的新型VES-CO2泡沫压裂液体系,取得了探明地质储量超过3 000×108m3、年产天然气能力达到7.2×108m3的良好效果,在短时间内取得了天然气勘探的重大突破。此外,还在鄂尔多斯盆地首次发现了具有百万方以上无阻流量的高产气层——石炭系本溪组。

鄂尔多斯盆地东南部下二叠统山西组二段物源体系及沉积演化模式

早二叠世是鄂尔多斯盆地海陆变迁的关键时期,其中下二叠统太原组沉积期由于发育稳定的碳酸盐岩地层,其陆表海沉积环境得到了大多数学者的认可,而对于下二叠统山西组的沉积环境与沉积体系的认识则存在着较大的争议。为此,在研究该盆地东南部区域构造背景与周缘古陆特征的基础上,结合岩石、重矿物与稀土元素的组成特征,分析了该区山西组二段(以下简称山2段)的物源体系,并依据地层、古生物、沉积构造、古盐度等分析结果,判别其沉积环境并建立了沉积演化模式。结果表明:(1)山2段沉积期发育南、北两大物源体系,其中北物源主要来自古阴山褶皱造山带,南部物源则来自祁连—北秦岭造山带,延安南部宜川—富县一带是上述两大物源的交汇区;(2)该区自早二叠世太原末期—山西早期发生区域性海退,海水自东南方向退出,山2段沉积期仍受到海侵作用的影响;(3)延安以北地区发育三角洲沉积体系,其以南地区则发育障壁岛海岸沉积体系;(4)该区山西组沉积在平面上具有"岸线频繁迁移,水体影响范围广"的特点,垂向上多套储集砂岩体与泥岩、煤层频繁交替转换,形成了良好的源储配置关系。