克拉玛依油砂沥青油溶性降黏剂的制备及性能评价

以甲基丙烯酸十八酯、N-苄基马来酰亚胺和丙烯酰胺为原料合成了针对于克拉玛依油砂沥青的新型油溶性共聚降粘剂。对单体配比、引发剂用量、反应温度等影响条件进行了优化,探究了降黏剂用量和温度等因素对降黏效果的影响。确定了该降黏剂的聚合反应条件为:聚合单体摩尔比为10∶4∶3,引发剂用量为单体总质量的1.0%,反应温度为85℃。在降黏剂添加量1000 mg·kg^(-1),反应温度50℃,反应时间60 min时降黏效果最好,在此条件下的降黏率为35.7%。

加拿大麦凯河油砂含油性差异的形成机理

油砂作为一种重要的非常规油气资源逐渐受到全世界的重视,但油砂储层通常存在非均质性强,含油性差异大等缺点,导致开发效率受限。本文基于岩心、铸体薄片和扫描电镜观测、测井数据、储集岩热解和可溶有机质色谱质谱分析结果,研究了加拿大阿萨巴斯卡地区麦凯河区块白垩系上麦克默里组油砂含油性差异的形成机理。麦凯河油砂成岩作用弱,基本不存在胶结物,岩石特征主要由粒径、分选和杂基含量3个参数决定,岩石类型可划分为杂砂岩、粉砂岩、细砂岩和极细砂岩。根据测井和岩心含水饱和度数据可以将麦凯河油砂储层评估为气、水、油和差油层4类,油水层由岩性和生物降解程度决定。生物标志物特征显示沥青属于同一族群且没有成熟度的差异,形成油砂含油性差异的原因可能是岩性差异导致降解程度和早期充注量不同。细砂岩连通性较好,受到水洗、氧化等降解作用严重,通常形成水层;粉砂岩致密程度较高,早期原油难以完全充注,通常形成差油层;杂砂岩物性介于二者之间,在不影响原油充注的前提下,受到降解程度也相对较低,通常形成油层。

CO_(2)应用于油砂处理的工艺进展

油砂作为一种储量丰富的非常规石油资源,越来越受到世界各国的广泛关注,油砂处理行业和生态环境的协调可持续发展也已成为亟需解决的热点问题。因此,为了建构清洁低碳、节能高效的工艺流程体系,促进油砂处理行业的高质量发展,对CO_(2)在油砂处理中的工艺发展形成全局性的认识,本文重点总结了国内外研究CO_(2)在油砂处理中的应用现状以及对CO_(2)在油砂处理上的数值模拟和动力学模拟概况进行了综述。其中,重点论述了CO_(2)响应作用下分离油砂、超临界CO_(2)萃取油砂以及CO_(2)在其他工艺中的应用现状。但是,目前的研究仅限于室内,而且工业化试验的数据相对较少,这限制了我国油砂处理行业的工业化应用。因此还需要对CO_(2)在油砂处理中的工艺进行更加深入的研究,以满足工业化应用的要求。最后,对CO_(2)在油砂处理的应用进行了总结与展望。

微波热解油砂的影响因素研究进展

油砂作为非常规石油资源具有储量巨大、分布集中等优点,油砂的开发利用可有效缓解油气资源的压力。一种有别于传统电加热的新型加热方式——微波热解技术,具有选择性加热、方便快捷、消耗能量较小、对环境无污染等优点。通过对微波热解过程中油砂产物分布的简要分析,总结了近年来影响油砂油产品产量的主要因素:原料特性、热解温度、热解时间、微波功率、真空度、微波吸收剂和惰性气体氛围等;最后,对利用微波进行油砂热解制油过程中尚需解决的问题及今后的发展方向进行了展望。

柴西咸水泉地区下油砂山组湖相沉积特征——以咸东1井取心段为例

【目的】勘探实践表明,柴达木盆地剩余油主要集中于西部地区,但受复杂地表及低渗储层的影响,勘探程度相对较低。为提高柴西咸水泉地区地质认识,可进一步加快油气勘探。【方法】基于岩心沉积构造,结合岩石薄片、X衍射全岩分析化验和地震反射等资料,对咸东1井上新统下油砂山组取心段的沉积相进行综合研究。【结果与结论】(1)深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有灰色薄—中层块状层理细杂砂岩,砂体顶、底部与泥岩突变接触,底界面为明显凸凹不平的侵蚀面,侵蚀面之下的泥页岩中变形层理发育,砂体为沉积物再搬运的砂质碎屑流沉积;(2)深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有含介壳—陆源碎屑的砾屑灰岩和具明显变形层理的粉砂岩及粉砂质团块,其变形纹层清晰且具明显的变形方向,为滑塌碎屑沉积;(3)深灰—灰黑色灰质泥页岩主要夹有薄层灰色含云灰黏土质粉砂岩,泥页岩中发育水平层理及韵律层理等,粉砂岩中发育较多泥质纹层的小型单斜层理、上攀波痕纹理及厚互层层理,为半深—深湖沉积夹由沉积物重力流末期演变的较弱底流沉积。此外,盆地发育的不同时期在阿尔金山前较深水区可能具备发育类似咸东1井滑塌—沉积物重力流沉积储层的条件,尚需进一步研究。

油砂成矿作用浅析

油砂作为常规油气资源的重要补充,在国际能源供给结构中占有重要地位.研究表明,油砂成矿作用具有生成、运移、储集、破坏、保存“五位一体”的特点,贯穿其“源-运-储-破-保”的全成矿过程,其中储集、破坏、保存作用对于油砂成矿尤为关键.分析认为,发育原始油藏是油砂形成的物质基础,储集和保存作用是油砂规模和含油性高低的关键控制因素,同一盆地常规油气及油砂、页岩油气等非常规油气“同根同源”,要以油气系统观念开展综合勘查工作,注重在断裂“纵横交错”区域、不整合面附近,及原始油藏储集砂体发育区寻找油砂矿体,油砂成矿作用过程研究对探寻油砂矿深边部常规、非常规能源“就矿找矿”具有重要启示和借鉴意义.

加拿大油砂沥青改质加工工艺优化

对加拿大油砂稀释原油进行了常减压蒸馏-溶剂(正戊烷)脱沥青-调和改质加工工艺优化研究。结果表明:萃取温度180℃、剂油比(溶剂与减压渣油的体积比)8∶1、萃取压力4.4 MPa为较优的脱沥青萃取工艺条件;在上述较优条件下制备的脱沥青油与常、减压馏分油按比例调和,并掺加体积分数为16.5%的稀释剂(石脑油)所制得的合成油,不仅满足加拿大管输油的标准要求,还降低稀释剂掺量的45%~52%;而且,所得脱油沥青能够有效改善基质沥青的高温性能,可作为性能优异的硬质沥青改质添加组分。

油砂SAGD开发剩余油类型及挖潜方式实验研究

为了明确SAGD(蒸汽辅助重力泄油)开发的剩余油分布规律及挖潜方法,通过机理分析将SAGD开发时的剩余油划分为重力滞留型、夹层阻挡型和隔层隔档型;采用3组两两对照室内三维物理实验,模拟了3种情况下的基础井网SAGD开发和加密井网的开发效果,使用增量分析法明确了求取不同类型剩余油的关键参数。研究结果表明,可通过常规的井间单支加密采油井开发重力滞留型剩余油,通过夹层上部加密注气井驱泄复合的形式挖潜夹层阻挡型剩余油,通过隔层上部单支采油井蒸汽吞吐方式开发隔层隔档型剩余油;理想状况下常规SAGD的蒸汽腔极限扩展角度约为12°,蒸汽绕过夹层向上扩展的极限动用角度为18.5°,通过单支水平采油井挖潜时,隔层上部可动油储量采收率为44.7%。研究结果对SAGD开发油砂油藏生产中后期调整挖潜定量决策具有积极意义。

迈陈凹陷徐闻X3井油砂中C_(27~39)双杜松烷两个新同系列的发现及意义

对北部湾盆地迈陈凹陷徐闻X3井27个油砂样品的饱和烃和芳烃馏分进行色谱-质谱分析,以确定C_(27~39)双杜松烷同系列的色谱、质谱特征及其意义。结果表明,徐闻X3井油砂样品具有高姥植比(介于3~7之间)、指示达玛树脂贡献的双杜松烷类化合物(包括W、T和R化合物)异常丰富的特征,(W+T)/C_(30)藿烷(C_(30)H)值大多介于1~6之间,但奥利烷(O1)/C_(30)H值变化幅度大(介于0.1~1.0之间),显示出煤成油的典型特征。这些生物标志物的分布特征与研究区发育的渐新统涠洲组含煤烃源岩的背景相吻合。首次检测到C_(27~29)和C_(31~39)两个新系列同系物,其质谱特征与顺-顺-反-和反-反-反-双杜松烷相似,均存在M^(+)-43(丢失一个异丙基)特征离子,推测它们属于具有相似立体构型的双杜松烷同系列。它们的碳数与其保留时间之间呈现起伏的折线而非线性关系,表明其分子结构中不存在基团大于异丙基的烷基侧链,据此推测C_(31~39)升双杜松烷系列中增加的碳数可能以若干甲基的形式取代在环系上。因此,在这两个同系列中,C_(27~29)同系物为脱烷基(甲基或异丙基)双杜松烷系列,C_(31~39)同系物为由若干甲基取代的升双杜松烷(即甲基化双杜松烷)系列。C_(27)和C_(29)降双杜松烷含量与油砂成熟度呈正相关性,表明成熟度升高有利于双杜松烷发生脱烷基作用;而C_(31)和C_(33)升双杜松烷含量与成熟度呈负相关性或没有相关性,暗示油砂中甲基化双杜松烷的形成与成熟度间没有因果联系。因此,油砂中C_(27~29)降双杜松烷系列可能属于次生成因,而C_(31~39)升双杜松烷系列则具有原生性。

原油与油砂生物标志化合物特征差异对比及正构烷烃散焦作用对其定量的影响

基于南堡凹陷原油与油砂样品,探讨了原油和油砂样品饱和烃生物标志化合物的特征及差异。针对原油/油砂样品色谱-质谱分析数据可能存在的错误,利用色谱-质谱(GC-MS)技术和色谱-质谱质谱(GC-MSMS)技术对相同油砂与原油样品设计了三组对比实验。第一组为原始的GC-MS实验,第二组为重复的GC-MS实验,第三组为相同样品的GC-MSMS实验。南堡凹陷1号和2号构造带中浅层原油均为成熟原油,其生烃母质形成于弱还原的淡水沉积环境,以低等水生生物为主,高等植物输入次之。本文对比实验证实:正构烷烃散焦作用对第一组实验的生物标志化合物定量造成严重误差,并且对甾烷类的影响较萜烷类更显著。由于挥发作用,油砂样品普遍缺少低碳数烃类。得到三点启示:①建议优先采集原油样品,慎重使用含油级别较低的油砂样品。②利用GC-MS数据前,应对数据的有效性进行分析,排除误差的影响。③GC-MS结果可以代替GC-MSMS结果,但是建议选择适当原油/油砂样品进行GC-MSMS平行实验,利用平行实验结果对GC-MS结果进行校正。

加拿大油砂非凝析气体辅助SAGD开采特征及影响因素研究

常规SAGD开采蒸汽超覆现象严重、蒸汽腔发育不均匀、后期开发效果差,非凝析气体辅助SAGD开采即SAGP(steam and gas push)可有效改善SAGD开发效果,但SAGP开采机理、开发特征和影响因素仍未完全明确。采用室内实验和数值模拟相结合方法,揭示SAGP开采机理,明确蒸汽腔发育、剩余油分布等开发特征,探讨非凝析气体类型、注入方式、注入时机等因素的影响规律。结果表明:非凝析气体可降低稠油黏度和储层顶部热量损失速率,从而提高稠油可流动性和蒸汽热利用效率;SAGP过程中利用二氧化碳的辅助效果优于甲烷和氮气,尽早注入非凝析气体可形成“椭圆形”蒸汽腔;非凝析气体注入速率为4000 m^(3)/d时效果最好,超过该值非凝析气体会抑制蒸汽腔发育;采用段塞式注入非凝析气体效果优于连续式注入方式,最优段塞长度为2个月。研究结果对于加拿大油砂SAGP高效开发具有重要意义。

准噶尔盆地西北缘中生代油砂储层特征及成矿规律

油砂是固态或半固态的砂和其岩石中包含油的混和物,是常规油气资源的重要补充(Liu et al.,2019)。准噶尔盆地西北缘是我国油砂资源最为丰富的地区之。目前,准西油砂的勘探程度较低,以往研究局限于单个矿区或单个层位,或延续对深层常规油气成因的认识(单玄龙等,2007;万初发等,2019;王启予,2020),尚未对整个西北缘各层系油砂的储层特征和成矿规律进行过系统对比研究(代振龙等,2022;马小平等,2022)。

油砂多分支水平井SAGD开发规律数值模拟研究及现场开发效果评价

储层非均质性对应用蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)的井对开发效果影响很大,在复杂的储层条件下难以确保蒸汽腔的均匀发育,单井对开发效果受限。针对加拿大麦凯河区块油砂项目SAGD开发过程中存在的储层非均质性强、地质条件复杂、泥披层遮挡导致的蒸汽腔发育受阻、发育不均匀,从而造成单井峰值产量降低、采收率降低的问题,提出了不同井型上倾多分支井技术,采用数值模拟和现场动态分析方法,探索了蒸汽腔穿过泥披层发育、加热后冷凝油穿过泥披层遮挡进入生产井井筒的方法,准确认识了不同井型多分支井的蒸汽腔发育情况并评价了其开发效果。通过构建机理模型,设计了4种注汽井与生产井组合方案,采用现场实际操作参数进行模拟,对生产动态、剩余油分布、蒸汽腔发育、水平段动用等情况进行了分析,总结出多分支水平井在复杂储层条件下的生产规律;通过对现场投产井开展生产动态分析,评价了多分支井SAGD开发效果,对比了不同井型开发效果差异。结果显示:采用多分支井设计可明显增加有效进尺,促成了注汽和泄油的优势通道,提高井对注汽能力,增大蒸汽腔的波及体积,井对峰值日产油水平提高,在一定程度上解决了泥披层的遮挡问题;在实际现场生产中,多分支生产井可提高生产井水平段动用程度,提高单井开发效果,但在一定程度上会加剧井间干扰与调控难度,导致储层下部剩余油增加。

四川江油青林口地区油砂矿地质及成藏特征

江油青林口油砂矿是四川盆地龙门山山前带非常规石油资源,受上寺-罗妙真-漆树槽逆冲断层南侧次一级庙子坝断层南东单斜构造带控制,区域上属下寺-金子山-厚坝油砂成矿带。对该地区已获取的地质、钻探工程、物探测井、采样测试等油砂矿成果资料进行综合研究,结果显示:油砂储集体发育在侏罗系中统沙溪庙组下段细-中粒岩屑石英砂岩中,油砂油矿体质量含油率平均值9.55%,含油饱和度平均值43.3%,含水饱和度平均值4.54%,有效孔隙度平均值15.9%,且具闪点高、密度大、粘度大及残碳、灰分、机械杂质高、高硫含量的典型稠油特点。油砂油储集体物性条件良好,水平方向渗透率低,垂直方向渗透率特低,具有较好的油砂油储存空间,显示出该地区有扩大资源储量的潜力,是值得进一步勘查的远景区。

考虑剪胀性和应变软化的油砂非线性弹性模型

油砂力学模型是石油工程设计与开发的基础。为了更精确地描述油砂的剪胀和应变软化特征,本文提出了一种四参数形式的轴应变偏应力、轴应变体应变模型,对比分析了四参数模型、南水模型和修正的成都科大模型对风城油砂轴应变偏应力、轴应变体应变测试数据的拟合效果,最后对剪胀扩容诱导的绝对渗透率和水的有效渗透率增量进行了预测。研究表明,四参数模型比南水模型、修正的成都科大模型更能合理描述油砂的应变软化、剪胀效应以及体应变演化。根据四参数模型能够更精确地预测剪胀诱导的绝对渗透率以及水的有效渗透率增量,其预测误差比修正的成都科大模型小50%以上。本文提出的四参数模型可以为油砂钻完井及热采数值模拟分析提供关键依据。

内蒙古油砂热碱水洗分离实验研究

在实验室考察了用热碱(NaOH)水抽提法从内蒙古油砂中分离油砂油的工艺条件.用Dean-Stark甲苯抽提法测得两个油砂样含油12.5%和13.6%,含水0.55%和0.65%.分离出的油砂油含饱和分8.2%、芳香分23.6%、胶质25.0%、沥青质41.3%,含88.31%C、9.97%H、5.09%O、0.69%N、0.93%S.考虑工业生产条件得到的分离工艺参数为:碱水、油砂质量比1.5∶1～2∶1;碱、水质量比0.2%～0.5%;温度95%;搅拌转速75～100 r/min;抽提时间30 min,油砂油回收率可达95.5%以上.推荐的最佳分离工艺条件为:碱水、油砂比2∶1;碱、水比0.2%,温度95℃,搅拌转速80 r/min,抽提时间30 min.用Na2CO3代替NaOH使油砂油回收率有所下降.图2表5参2.

鄂尔多斯盆地南缘延安组降解油砂地球化学特征及油源分析

为完善鄂尔多斯盆地边缘地区油源认识,研究渭北隆起区延安组降解油砂地球化学特征和油源,通过GC-MS(气相色谱—质谱分析)等测试,分析油砂的有机质成熟度、有机质来源、古沉积环境和油源方向。结果表明:渭北隆起区延安组油砂油的成分中以饱和烃为主,非烃和沥青质次之,芳香烃最少,饱芳比和饱和烃质量分数高,油砂油品质较好;油砂油进入成熟阶段,有机质来源于高等植物和藻类,形成于水体盐度低、水体缺氧的湖相沉积环境;延长组7段半深湖—深湖相沉积的泥页岩是油砂的生油岩,油砂油由镇泾地区沿南东东方向运移,水洗和生物降解作用是运移过程中影响油砂油成分变化的主要因素。该结果对鄂尔多斯盆地南缘油气勘探有指导意义。

准噶尔盆地西北缘中生代油砂沉积体系与成矿特征

油砂作为油气资源的重要补充和组成部分,为国家能源资源安全提供重要保障。准噶尔盆地西北缘是我国油砂资源最丰富的地区之一,深入研究其不同层系油砂储层沉积体系与成矿特征对于认识区域油砂聚集规律及部署勘探开发工作具有重要意义。本文运用沉积学、岩石学、油砂地质学、地球化学、地球物理学的理论和方法,通过开展野外地质调查、钻井取心及测井解释等工作,系统研究了准噶尔盆地西北缘油砂储层沉积体系,详细刻画了油砂成矿特征。主要认识为:(1)油砂成矿与沉积相密切相关。研究区4套油砂储层可划分为5个沉积相、10个沉积亚相和20个沉积微相,克拉玛依组油砂为辫状河三角洲相,八道湾组油砂为扇三角洲相,齐古组油砂为辫状河相,清水河组油砂为冲积扇-辫状河-辫状河三角洲相。不同沉积体系油砂储集特征各不相同,辫状河三角洲前缘水下分流河道、席状砂微相中的砂体大面积连片发育,沉积厚度较大,孔渗好,是优质的油砂储集相带,辫状河心滩、辫状河河道滞留沉积、冲积扇砾质辫状河道、扇三角洲前缘水下分流河道储集能力较差,分流间湾和滨浅湖等微相不利于油砂发育。(2)油砂成矿与储层岩性和物性密切相关。清水河组油砂岩性以细砂岩为主,齐古组、八道湾组、克拉玛依组油砂岩性均以中砂岩为主。油砂储层细砂岩孔渗性相对较好,含油率相对较高,中砂岩、粗砂岩次之。(3)油砂成矿与构造活动密切相关,断裂和不整合影响油砂分布范围。含油率较高的油砂主要分布在疏导断裂附近和边缘斜坡带地层不整合面上下,在断裂“纵横交叉”处油砂最为富集,在不整合面叠置区附近油砂含油率高规模大。(4)油砂成矿与埋藏深度密切相关。浅埋藏虽不是形成油砂的必要条件,却是形成油砂的有利条件。乌尔禾油砂埋深约130 m,白碱滩油砂埋深约160 m,黑油山油砂埋深约100 m,红山嘴油砂主体埋深50 m。研究区深度在30~150 m区间油砂含油性最好,各组油砂随埋深增加呈均质性韵律变化,油砂具有局部富集成矿特征。

强烈生物降解作用下三环萜烷的分布与组成特征差异研究——以准噶尔盆地西北缘油砂为例

准噶尔盆地具有丰富的油砂资源,风城油砂矿区所在的西北缘是准噶尔盆地最主要的油砂分布区。对研究区油砂样品抽提物进行饱和烃和芳烃的色质研究中发现,油砂样品中正构烷烃、常规甾烷、单芳甾烷和短链三芳甾烷、重排甾烷均已检测不到,而藿烷类化合物、孕甾烷、升孕甾烷、长链三芳甾烷也仅有少量分布;三环萜烷以及25-降藿烷却异常丰富,揭示该地区原油曾遭受比较严重的生物降解,降解等级在8级以上。就三环萜烷整体碳数分布而言,随着生物降解作用的增强,三环萜烷化合物的抗降解能力会随着碳数的增加而减弱,即三环萜烷(TT)抗生物降解能力为高碳数(C_(28)-C_(31)TT)<中碳数(C_(23)-C_(26)TT)<低碳数(C_(19)-C_(22)TT)。但对于单个化合物而言,C_(19)与C_(20)、C_(22)与C_(23)、C_(26)与C_(28)三环萜烷则随着碳数增大,抗降解能力有增加之趋势。在此基础上,提出利用三环萜烷化合物的相对比值,即C_(19)-C_(22)TT/C_(28)-C_(31)TT、C_(23)-C_(26)TT/C_(28)-C_(31)TT、C_(19)-C_(22)TT/C_(23)-C_(26)TT、C_(23)TT/C_(31)TT,来刻画原油遭受强烈生物降解的程度,为原油经历次生蚀变作用尤其是生物降解作用提供地球化学依据。

复杂断块油藏油砂体储量评价方法在花土沟油田的应用

本文阐述了复杂断块中油砂体评价在储量计算上的应用,即以油砂体为研究单元,利用油砂体评价结果的分布特征总结出静态参数分布规律,综合应用测井二次解释资料,以青海花土沟油田为例,针对油砂体的分布作出评价,并对动态资料结果进行验证,反复修正模拟计算,最终计算出油砂体储量以及开展储量评价工作。这是开展花土沟油田进行精细油藏描述核心问题,因此油砂体评价以及在此基础上的储量分级评价是一个基础性研究,有着重要的意义。