页岩气资源/储量计算中吸附参数确定的新方法——以四川盆地五峰组—龙马溪组页岩为例

页岩气资源/储量计算过程中,等温吸附参数的确定主要采用实验温度条件下的干燥样品数据,并存在总有机碳含量(TOC)和等温吸附参数回归效果差的问题。为此,以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩为例,从Langmuir吸附模型和Henry吸附模型中关键参数的物理意义出发,分析了页岩气资源/储量计算过程中等温吸附参数确定中存在的问题,并基于大量等温吸附实测数据,分析影响页岩气吸附参数的TOC、温度和含水饱和度等因素,建立了TOC、温度和含水饱和度对页岩等温吸附参数的影响模型,提出了从实验条件到储层原始条件下页岩气吸附参数计算的新方法。研究结果表明:①页岩气资源/储量计算过程中存在等温吸附参数与TOC关系拟合规律差且互有矛盾、范特霍夫方程难以有效转换、含水饱和度(S_(w))在资源/储量计算中不易直接应用等问题。②将Langmuir吸附模型和Henry吸附模型结合,建立页岩对甲烷的吸附能力新参数Henry常数a,有效地解决了Langmuir压力(pL)与TOC直接拟合效果不佳的问题。③当S_(w)<40%时,Langmuir体积(V_(L))与S_(w)呈线性负相关;当S_(w)<20%时a值相对恒定;通过建立压力超过30 MPa时归一化绝对吸附量与S_(w)(小于50%)关系,可有效地解决S_(w)对等温吸附量计算结果的影响。(4)五峰组—龙马溪组页岩储层地应力大小影响页岩的吸附能力,相同TOC页岩的储层地应力越大,V_(L)越小,a值越低;在高压条件下(大于30 MPa),S_(w)对页岩甲烷吸附能力的影响具有相似趋势,水分子对页岩孔隙表面吸附位的影响恒定。结论认为,提出的不同TOC、不同温度和不同含水饱和度条件下页岩等温吸附参数确定的新方法,可以为页岩气资源/储量的精准计算提供技术支撑,将有助于页岩气产业的科学发展。

煤层气水平井开发的理论技术初探——兼论煤层气和页岩气开发条件对比

经过30 a的不懈探索,我国煤层气开发井型逐渐由直井向水平井开发过渡,水平井开发煤层气的基础理论是制约当前煤层气开发的主要问题。和页岩相比,煤层页理和脆性矿物不发育,非均质性更强,不利于体积缝网的形成。但煤层顶底板封盖强,机械强度高,具备较好的水力压裂条件。部分煤层裂隙被方解石等填充,酸化有利于储层渗透率改善和复杂裂缝形成。因此,建立一套适合煤层气储层特征的水平井开发工艺尤为重要。针对煤层地质特征,从水平井长度优化、簇间距优化、压裂液选择、支撑剂选择、返排率、最终可采储量(EUR)特征6个方面,系统分析煤层气水平井开发技术经济政策,认为煤层气水平段长度一般不超过1000 m,簇间距15~30 m储层改造效果较好;深部煤层气压裂液中加入滑溜水破胶剂及少量低温辅助破胶剂可提高破胶效率;相比中浅部煤层气储层,深部煤层压裂支撑剂应提高大粒径(0.425/0.850 mm)比例;深部煤层(如大吉区块8号煤)达到最高产气时的压裂液返排率与威远-长宁页岩气相近;煤层气EUR偏低,但用液强度、加砂强度大,应提高煤层气开发效率及经济效益等。煤层气开发效果受地质特征和开发工程技术协同控制,从地质工程一体化角度,提出下步煤层气水平井开发的对策,指出应进一步优化煤层气水平井开发工艺;完善水平井钻完井与配套技术,降低单井钻完井成本;依据煤粉迁移规律,实现煤层气水平井控粉有序返排,提高排采效果;依据游离与吸附气赋存比例,优化生产控制技术提升单井EUR。

PCA-OPLS联合法快速评价页岩气井储量动用程度

川南地区已经钻探完成了上千口页岩气井,地质评价、钻探和生产过程中产生了大量高维度的数据,利用生产获得的各种数据预测页岩气储量动用程度,是指导页岩气勘探开发的一项重要工作。耦合主成分分析法(PCA)与正交偏最小二乘法(OPLS)分析方法是形成一种快速、准确的储量动用程度预测新方法。通过结合主成分分析和正交偏最小二乘法,建立了PCA-OPLS联合法,借助昭通页岩气井样本,检验了新方法在储量动用程度评价中的应用效果。实例应用表明,页岩气井储量动用预测准确率满足要求,可以用于预测新钻井的储量动用程度,从而证明PCA-OPLS联合法能达到快速、准确预测储量动用程度的目的。该方法操作简单,准确率高,在页岩气储量动用评价中具有较好的应用前景。

页岩储层孔隙度测定方法优选与推荐

中国页岩气资源丰富,勘探开发潜力大,其中孔隙度是页岩储层评价和页岩气储量计算的关键参数。页岩主要发育微纳米孔隙,孔隙结构复杂,渗透率低,对其孔隙度进行精确测试较常规储层难度更大。为了解决页岩柱塞样氦气法在不同实验条件下所测孔隙度差异较大,且不同实验方法所测页岩孔隙度可比性不明确的问题,此次在详细总结了页岩孔隙度测定各种方法优缺点的基础上,选取四川盆地南部地区五峰组-龙马溪组页岩作为研究对象,利用改进的实验设备开展了样品烘干温度、抽真空时间、氦气饱和平衡判定条件和氦气平衡压力等实验和对比分析,明确了不同测定方法之间的差异,形成了页岩气储层孔隙度测定推荐方法。研究结果表明:①页岩柱塞样氦气法实验条件宜采用线切割方法制备柱塞样,样品在105℃烘干时间不少于24 h,将样品室抽真空至0.1 Pa,氦气饱和平衡判定条件采用30 min压力变化小于0.21 kPa,氦气注入压力设置为1.378 MPa;②改进后的页岩柱塞样氦气法较常规柱塞样氦气法所测孔隙度明显增大,平均增大0.79%;③平行样品颗粒样氦气法大于柱塞样氦气法和液体饱和法所测孔隙度,反映出页岩中存在少部分不连通孔隙;④柱塞样氦气法和液体饱和法所测孔隙度总体差异不大,在孔隙度较小时前者略大。结论认为,改进后的“抽真空+严格平衡条件”柱塞样氦气法所测页岩有效孔隙度可靠性高,推荐优先采用此方法进行页岩孔隙度测定,孔隙度的准确测定有助于页岩气有利区优选和页岩气储量计算。

天然气介质实验室智能安全管理系统研究

为充分保障天然气介质实验室的安全,分析使用天然气开展实验的安全风险,设计一套针对天然气介质实验室的智能安全管理系统,并开展运行管理机制研究,形成实验室的安全运行方案。针对气源控制、使用过程、监测预警和应急处置过程的安全风险,设计了气瓶安全舱和输送子系统、浓度监测子系统、排风子系统和中控系统。结果表明:该系统实现了使用-监测-预警-控制一体化的安全管理功能;在实现物防的基础上,形成了管理员、安全员、实验员分级管理体系,加强了风险分级管控、隐患排查治理双重预防性工作机制建设,最大程度上保障了天然气介质实验室的安全平稳、高效运行。

商用密码在基于北斗卫星系统的野外作业人员安全保障系统中的应用

商用密码作为一种安全可靠的加密技术,可以有效地保障北斗卫星系统中的信息安全。文章主要探讨了商用密码在基于北斗卫星系统的野外作业人员安全保障系统中的应用,包括商用密码的体系结构、加密算法、安全策略以及实际应用案例。

页岩过剩吸附量与绝对吸附量的差异及页岩气储量计算新方法

页岩吸附气含量的准确测试对于储量评价及开发方案编制等具有重要的意义,但过去在计算地层压力条件下的吸附气含量时,未考虑过剩吸附量和绝对吸附量之间的差异。为此,基于重量法等温吸附实验,得出了以下认识:①当考虑吸附相体积的存在时,等温吸附实验并不能直接测得甲烷的实际吸附量(绝对吸附量),实验测得的应为过剩吸附量;②当压力在10 MPa左右时,过剩吸附量达到最大值,此后随着压力的增大而减小,这一现象是超临界甲烷过剩吸附量的本质特征。为了将过剩吸附量转换为绝对吸附量,提出了计算甲烷吸附相密度的改进方法。改进后的方法对吸附实验数据的拟合效果更好,吸附相密度的计算结果也更加合理。进而对绝对吸附量进行校正,发现绝对吸附量与过剩吸附量的差值随着压力的增大而增大,如果采用低压条件下的实验吸附曲线直接进行页岩吸附能力的评价,将严重低估页岩气储层的实际吸附能力,由此提出了应用过剩吸附量和游离气量计算页岩气地质储量的新方法。结论认为:过去用老方法计算得到的页岩含气量明显大于新方法,有可能高估了页岩气藏的地质储量。

中国南方海相页岩储层可动流体及 T2截止值核磁共振研究

为了分析中国南方海相页岩气储层的可动流体及T2截止值特征，结合低场核磁共振和高速离心实验进行了页岩可动流体测试。实验结果表明：页岩饱和水状态和束缚水状态的建立至关重要，中国南方海相页岩建立饱和水状态的最佳压力为12 MPa，建立束缚水状态的最佳离心力2.76 MPa。其可动流体T2截止值为1.07～3.22 ms，平均值为1.8 ms，明显小于致密砂岩的T2截止值。使用经验值13 ms来进行页岩可动流体的计算将会产生很大误差。结合饱和水状态和束缚水状态的核磁共振T2谱，得到可动流体饱和度为23.19％～30.84％，平均值为27.28％，束缚水饱和度高，超低含水饱和度现象明显。将核磁共振T2谱转换成孔径分布，得到页岩孔隙半径主要分布在20～200 nm。

川南龙马溪组页岩核磁渗透率新模型研究

为了更加快速有效地进行页岩渗透率的测试,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩为研究对象,进行页岩低场核磁共振和高速离心实验。以脉冲渗透率为标准,对比分析目前常用的4种岩石核磁渗透率模型的相对误差,这4种模型中只有扩展后的SDR模型相对误差较小,其他3种模型误差很大,不适用于页岩核磁渗透率的计算。为了进一步减小页岩核磁渗透率的计算误差,在SDR模型的基础上建立一种新的页岩核磁渗透率的单参数模型。结果表明,新模型相关系数可达到0.967,与脉冲渗透率的相对误差平均为18.31%,证明新模型能更准确地计算页岩的核磁渗透率,为页岩渗透率的测试提供了一种新的快速、无损、有效的实验方法。

页岩容量法和重量法等温吸附实验对比研究

页岩吸附气含量是准确评价页岩含气量和资源潜力的关键参数,目前通常采用等温吸附实验来确定。等温吸附实验方法主要分为容量法和重量法,容量法是目前常用的等温吸附实验方法,重量法的应用还较少。本文通过分析两种方法的实验原理,认为容量法和重量法等温吸附实验测得的吸附量均为过剩吸附量,绝对吸附量并不能通过实验直接测得,并建立了过剩吸附量与绝对吸附量的转换关系。为了对比分析两种实验方法的准确性和稳定性,分别进行了相同样品的容量法和重量法等温吸附实验。测试结果表明,低压时甲烷在页岩中的吸附曲线呈Ⅰ型的吸附曲线特征,但是当压力进一步增大后,等温吸附曲线会出现下降。页岩中超临界甲烷的等温吸附曲线在压力较大时,必然存在下降的趋势,这并非异常现象,而是超临界流体过剩吸附量的本质特征。对比分析认为,在传感器精度和天平精度经过校准的情况下,重量法等温吸附实验对实验参数和环境的敏感程度要低于容量法。特别是对于吸附量较低的泥页岩,容量法测试中引起的误差大于重量法。在现有技术水平条件下,认为重量法更适用于页岩的等温吸附实验研究。

基于重量法的页岩气超临界吸附特征实验研究

为了有效分析页岩气体的超临界吸附特征,利用重量法等温吸附仪,借助高精度的磁悬浮天平系统,直接测试了不同压力条件下甲烷气体密度及其过剩吸附量。实验测试结果表明,当压力较小时,过剩吸附量随着压力增大而增大;当压力大于8 MPa后,过剩吸附量会随着压力的增大而减小,这主要是由于甲烷吸附相密度与游离相密度差值随压力先增大后减小导致的。页岩中超临界甲烷的等温吸附曲线在压力较大时,必然存在下降的趋势,这并非异常现象,而是超临界甲烷过剩吸附量的本质特征。此外,利用高压段甲烷过剩吸附量随压力直线递减的规律,确定了甲烷吸附相体积的计算方法,并且采取定吸附相体积的方法对绝对吸附量进行了校正,校正结果表明,超临界甲烷在页岩中的绝对吸附量依旧能很好的利用Langmuir吸附模型进行拟合及分析,可以将该经典的吸附理论扩展到超临界温度领域。

基于低场核磁共振技术的储层可动油饱和度测试新方法

在评价储层的可动用储量时,可动油饱和度是重要参考参数之一.为了准确测试储层的可动油饱和度,在借鉴可动流体饱和度测试方法的基础上,提出了通过结合低场核磁共振技术和油驱水、水驱油离心实验来测试可动油饱和度的新方法.选取马岭油田的24块岩样进行了可动油饱和度实验,实验结果表明：2.28 MPa、0.22 MPa分别是低渗砂岩油驱水和水驱油离心实验的合理离心力;24块岩样的可动油饱和度分布为17.06%~60.49%,平均为41.95%;可动油饱和度主要由0.5？m以上的喉道控制,喉道半径越大,控制的可动油越多;可动油饱和度与渗透率的相关系数达到0.845,要好于与孔隙度的相关性.实验结果较符合目标区块的实际情况,证明了通过该新方法来测试岩心可动油饱和度是可行的,改进了仅根据油相T2谱的左峰和右峰测试可动油饱和度的传统方法.

页岩含气量现场测试中损失气量的计算方法对比分析

作为一种直接测试方法,页岩气现场含气量测试技术已得到广泛应用,但其中损失气量的计算方法却各有不同。本研究对昭通示范区4口深度不同的页岩气井进行现场含气量测试,并对比3种常用的损失气量计算方法。分析表明:USBM方法计算的损失气量最小,平均值为2.51m3/t,占总含气量的50.31%～80.58%;采用Amoco曲线拟合法计算的损失气量最大,平均值为7.81m3/t,占总含气量的45.43%～96.06%;采用多项式拟合的结果居中,平均值为4.45m3/t,占总含气量的58.94%～89.35%。损失气量的计算结果主要受损失时间和计算方法的影响。虽然Amoco曲线拟合法的理论基础更清楚,但是对于长损失时间的样品,其计算结果明显偏大;USBM方法的理论基础虽然简单,但其适用性更强,计算结果更为合理。

页岩气储层孔隙度测试方法关键参数优化

孔隙度是页岩气储层评价和储量计算的关键参数,对其准确测试是计算页岩气地质储量和确定开发方案的基础。为了明确不同页岩孔隙度测试方法的差异及其对页岩气储量计算结果的影响,选取四川盆地南部昭通国家级页岩气示范区6口页岩气井共计65个下志留统龙马溪组页岩样品开展了气测、液测和核磁共振3种孔隙度测试方法的对比实验,并根据测试结果对3种方法进行了对比分析,进而提出了优化3种页岩孔隙度测试方法的关键参数。研究结果表明:①气测法页岩样品颗粒大小应介于20~60目,氦气饱和平衡时间大于1800 s;②液测法样品在温度为110℃的条件下烘干时间不少于48 h,采用15 MPa围压进行24 h的加压饱和;③核磁共振法在优化回波时间和等待时间的基础上,应扣除干燥样核磁共振信号后进行核磁共振孔隙度计算;④3种页岩孔隙度测试方法的孔隙度平均值和中位数关系为:液测孔隙度>核磁共振孔隙度>颗粒气测孔隙度>柱塞气测孔隙度;⑤不同页岩孔隙度测试方法对页岩气地质储量计算的结果亦有较大的影响,相差程度可达20%。结论认为,核磁共振法和液测法测试过程中需引入流体进行饱和因而有可能会对页岩孔隙产生破坏,而颗粒样气测孔隙度则能较全面地反映页岩的全部空间且不受外加流体性质的影响,建议采用后者进行页岩气地质储量的计算。

基于离心法的油驱水和水驱油核磁共振分析

为了研究流体可动用性和评价水驱开发效果,通过高速离心的方法,对3类不同渗透率级别的岩样进行油驱水和水驱油实验,并借助核磁共振技术对2种驱替过程进行分析.分析得出,15块岩样可动流体T2截止值分布在8.03～41.06 ms,平均31.55 ms,可动流体饱和度分布在51.21%～75.92%,平均为68.19%.结合油驱水离心实验和核磁共振技术可以较好地评价流体可动用性.15块岩样水驱采出程度分布为39.23%～72.09%,平均为57.08%,证明了利用离心法进行水驱油是可行的,结合水驱油离心实验和核磁共振技术可以较好地分析水驱油孔隙动用规律和评价水驱开发效果.

基于扫描电镜和X射线能谱的页岩矿物分析方法

页岩气系统主要由富含黏土矿物的致密泥页岩组成,自生自储是其显著特征。采用高分辨率扫描电镜分析页岩微观孔隙结构及矿物成分时,基于样品制备的需要,在镜下观察时必须进行样品表面的氩离子抛光。氩离子抛光给扫描电镜带来了更好的图像效果,但由于破坏了矿物的自生形态而加大了镜下矿物识别的难度。为了更加直观地识别和分析页岩矿物组成,基于双束扫描电镜和X射线能谱的分析结果,总结出抛光后页岩样品中各类主要矿物的扫描电镜图像和能谱特征,并且建立了相应的图版。应用该图版可以对页岩中的矿物组成进行定性和定量的分析。定性识别结果与能谱面扫描结果较为一致;借助软件进行矿物分割提取后计算的矿物组分含量与X射线衍射实验结果有较大误差,基于图像分析的矿物定量计算方法还需进一步优化。

川中侏罗系致密油储层可动流体实验

为了分析四川盆地川中侏罗系致密油储层的流体可动用性,从常规储层研究思路入手,应用核磁共振技术对致密油储层岩样进行可动流体测试.实验结果表明：致密油储层岩样进行离心实验时的最佳离心力为2.87 MPa;致密砂岩和致密灰岩岩样的可动流体T2截止值分别平均为4.25 ms和11.54 ms,可动流体饱和度分别平均为51.92%和15.24%;可动流体饱和度与孔隙度、渗透率的相关性均很好,达到了0.90以上;致密油储层可动流体主要分布在喉道半径介于0.1~0.5μm的喉道控制的小孔隙中.研究结论表明：致密油储层的可动流体含量很低且主要分布在小孔隙中,其流体可动用性很差,开发难度很大.

特低渗油藏水驱剩余可动油分布特征实验研究

为了深入研究特低渗油藏水驱剩余可动油特征,结合核磁共振、常规压汞、油驱水和水驱油等实验技术对特低渗储层岩心进行了剩余可动油实验。结果表明,其T2截止值平均为34 ms,剩余油饱和度平均61.0%,可动油饱和度平均为61.72%,驱油效率平均为38.82%,剩余可动油平均为22.9%,剩余可动油较多。结合压汞实验结果,利用多元回归的方法建立了核磁共振T2谱与压汞孔隙分布的转换关系,分析了剩余可动油的微观分布特征。分析结果表明,剩余可动油主要分布在2.2~10.0μm的大孔隙中,剩余油中还有37.54%可以采出,特低渗透油藏水驱后还有较大的挖掘潜力。

基于核磁共振技术的储层含油饱和度参数综合测试方法

含油饱和度是储层评价的一个重要参数,各类含油饱和度参数的准确测试是储层评价的基础。为了综合性分析储层各类含油饱和度参数,基于核磁共振技术,进行了核磁共振三次测量实验、油驱水和水驱油离心实验,得到了同一块岩样各类含油饱和度参数的准确值,包括原始含油饱和度、剩余油饱和度、可动油饱和度、剩余可动油饱和度等。实验结果表明,23块岩样的原始含油饱和度平均值为70.16%,可动油饱和度平均值为41.49%,剩余油饱和度平均值为52.97%,剩余可动油饱和度平均值为24.30%。说明该储层原始含油饱和度较高,储层含油性较好,储层原油可动用性很好,剩余油挖潜潜力较大。各类含油饱和度参数的综合测试方法的提出,改变了之前把这些含油饱和度参数单独测试分析的现状,为油田剩余油的挖潜和制定下一步的开发措施提供了理论基础。

国家安全利益是制订对外战略的基点——评抗日战争时期的苏联对华政策

中国的抗日战争是世界反法西斯战战争的一个重要组成部分。苏联作为世界反法西斯战争的一支主力军,世界和平民主力量的中坚,在抗日战争期间给予中国巨大的支持和援助,对促进中国人民抗日战争的胜利起了重要作用。对于苏联党和人民所表现出的伟大的无产阶级国际主义精神。