基于改进的BET多层吸附模型的深层页岩吸附气含量测井评价方法

含气量是页岩储层评价的一项关键指标,页岩含气量受温度-压力耦合影响,特别在地层压力较高情况下,准确预测页岩储层吸附气含量较为困难。针对深层页岩气储层高温高压环境下甲烷吸附特性,提出了改进的BET多层吸附模型,建立了一套深层页岩储层吸附气含量测井评价方法。应用该方法对川南深层页岩储层进行含气量评价,结果表明:利用改进的BET多层吸附模型计算的吸附气含量更符合实际地质情况,结合相应层段游离气含量,计算所得的页岩总含气量精度较高,且与现场保压取心获取的总含气量较为一致。基于改进的BET多层吸附模型的吸附气含量评价方法在川南深层页岩气区块具有较好的适应性,可为深层页岩地质甜点评价和资源潜力分析提供技术支撑。

川西坳陷新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量主控因素及其定量预测模型

页岩气是一种重要的非常规天然气,其中相当一部分的天然气以吸附态存在。吸附气含量是页岩气资源评价和目标区优选的关键性参数,也是评价页岩是否具有经济开采价值的一个重要标准。为了探讨川西坳陷新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量主控因素,选取了该井须五段泥页岩样品进行同一温度下的等温吸附实验,获得页岩等温吸附特征曲线及Langmuir体积和Langmuir压力值,分析压力对页岩吸附气含量的影响程度,利用Langmuir模型计算地层压力条件下的吸附气含量。利用实验数据分析了新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量与比表面积、孔隙度、密度、成熟度、湿度和压力各单因素之间的相关关系,然后运用SPSS软件对吸附气含量的几个影响因素进行了主成分分析。结果表明:比表面积、湿度和压力是影响新页HF-1井须五段泥页岩吸附气含量的主要因素。最后建立了同时考虑这3个主控因素的页岩吸附气含量计算新模型。通过新模型可以计算出新页HF-1井须五段未知泥页岩的吸附气含量,计算结果与实测值之间相关系数高,结果准确可靠,是一种评价等温条件下页岩吸附气含量的好方法,对页岩吸附气含量评价具有一定的指导意义。

页岩等温吸附气含量负吸附现象初探

中国尚处在页岩气勘探开发的初期,常用等温吸附实验获得吸附气含量来定量评价页岩气藏的品质和资源潜力。实验发现,随压力增加,吸附气含量不是一直增加的,而是呈现减小的趋势,甚至出现负值。对四川盆地及其周缘下寒武统和上奥陶统—下志留统48块样品的等温吸附实验研究表明,这一现象不是页岩吸附气含量的客观反映,主要和等温吸附实验原理、压力大小、自由空间体积大小、真实吸附气含量大小、微观孔隙结构和吸附剂等因素有关。高有机碳含量页岩由于其较高的吸附能力、且微孔和小孔不发育,自由空间体积增大导致的负吸附现象不明显;低有机碳含量页岩由于其较低的吸附能力、且微孔和小孔较发育,自由空间体积增大导致的负吸附现象明显。无论何种影响因素导致页岩的负吸附现象,均导致视吸附气含量比实际吸附气含量偏小,低估了页岩的赋存能力,页岩的实际吸附能力可能比我们实验获得的数据大得多。文章系统分析了页岩等温吸附曲线负吸附现象的原因,并提出校正建议,为页岩吸附气含量的准确测定和页岩气资源量的客观评价提供了依据。

一种改进的页岩气损失气含量估算方法

页岩气损失气含量的准确估算对于页岩气总气量的确定、页岩气资源潜力评价和有利区预测有着重要的意义。在厘定页岩气现场解析过程中岩心压力史和温度史的基础上,利用损失气逸散地质模型修正了损失时间的计算方法,利用ANSYS软件瞬态热分析模块确定了损失气量恢复时的初始时刻,进而提出了改进的USBM法,通过实例分析验证了该方法的可靠性。研究认为:对固定的解析样品,损失气量与损失时间呈正相关关系,损失时间受地层水密度、钻井泥浆的密度和地层压力系数的综合影响;对固定的解析样品进行损失气量恢复时,损失气量与初始时刻也呈正相关关系,利用ANSYS软件确定的初始时刻可以有效地减少最初不稳定数据点舍去的人为性;改进的USBM法具有较强的可行性,损失时间偏小和初始时刻偏低是造成对鄂尔多斯盆地东南部长7段页岩样品利用USBM法估算的损失气量偏小的主要原因。

基于地质多元统计分析的煤层气含量建模方法——以沁水盆地南部某区块3号煤层为例

煤层的气含量是煤层气评价选区中的重要指标,同时也是进行煤层气储量计算的重要参数。通过剖析三维地质建模原理和煤层气含量的制约因素,并以山西沁水盆地南部煤层气开发示范区为例,使用地质多元统计分析方法,建立了煤层气含量的预测模型。通过与气含量的实验数据对比表明,该方法的预测精度较高,误差均在10%以内,其中多元线性回归法的误差为4.50%,效果最好,具有实际意义。实例分析表明,选取适当的气含量制约因素,利用多元统计分析方法建立煤层气含量预测模型,对煤层气三维地质建模乃至煤层气开发都具有指导作用。

考虑有机质含量的页岩吸附气含量计算模型及其应用

为了对压力、有机质含量对页岩吸附气含量的影响规律进行研究,更准确地对吸附气含量进行估算,基于对吸附类型的讨论,通过在储层温度条件下的等温吸附实验,获得不同有机质含量下的等温吸附特征曲线;并根据Langmuir等温吸附理论得到Langmuir体积和Langmuir压力,分析有机质含量(TOC)对吸附气含量影响特征。在此基础上,利用球状模型和反正切函数形式拟合等温吸附特征以及TOC与吸附气含量的线性关系,建立吸附气含量计算模型,并以四川盆地下志留统龙马溪组3口井的多组岩心样本数据为例,对比岩心刻度后的模型计算结果与解吸气量,对模型的准确性进行验证。结果表明该模型精度较高,相关系数达到93%以上,对页岩吸附气量和含气量评价具有一定的现实指导价值。

煤中残余气含量及其影响因素

煤中残余气是煤层气的一个组成部分，其含量直接影响到煤层气含量和煤的含气饱和度。本文对不同地区、各种煤级的近１００ 个煤心煤样的残余气含量测试结果进行了综合分析研究，找出了煤中残余气含量的分布变化规律，探讨了其影响因素。结果表明：不同煤的残余气含量不相同，变化范围为０～３ ｍ ３／ｔ；残余气在煤层气中占的比例变化很大，为１．５％ ～３０．０％ ；残余气含量的高低受煤级、灰分和煤样粒度等因素影响，煤级和灰分越高。

基于等温吸附实验的页岩吸附气含量计算新方法

为了能更准确地表征页岩等温吸附曲线,研究压力对吸附量的变化范围。通过等温吸附模拟实验,获得页岩等温吸附特征曲线、兰氏体积和兰氏压力,利用兰氏模型计算任意压力下的吸附量。并结合球状模型,拟合压力和吸附量的计算表达式,建立计算吸附量的新方法。用新方法计算结果可知,在不考虑温度的影响下,页岩吸附气体达到饱和时的最大吸附气量要比等温吸附实验条件下页岩饱和吸附量(兰氏体积)大。压力存在一定的变程,不同的压力范围,页岩吸附气量的增加速率不同,随着压力的增大,页岩吸附气量的增加速率由大变小,直至减小为零,吸附气量不再变化。此方法能准确地给出吸附量与压力的变化范围,能给定压力和吸附量的界限值,可评价页岩吸附量饱和值。此研究是一种评价等温条件下页岩吸附量的好方法,对页岩吸附气含量评价具有一定的指导意义。

煤层气损失气含量及其影响因素分析

为验证现行煤层气损失气含量估算结果的准确性，选取铜川地区1—3mm，30～50mm，Ф89mm柱样和柳林地区30～50mm粒级的煤样进行了煤层气损失气含量模拟试验，模拟绳索取芯，包括钻孔提芯、地面暴露和解吸罐中3个阶段的全过程，实测了煤层气损失量和解吸量，并与美国矿业局直接法作了对比分析。试验结果表明：实测的煤层气损失气含量为采用美国矿业局直接法估算值的2．79—16．49倍，且煤的粒级和煤阶对煤层气损失量有着显著影响；同等条件下，对于铜川三种粒级煤样1～3mm，30～50mm和柱样，其损失率（损失量占总含气量的比例）分别为75％，49％和26％；相同粒级，低变质铜川1—2煤的损失气量为中变质柳林1—2煤的1．67倍，且粒级的影响显著于煤阶的影响。

深层高压页岩气藏吸附气含量评价新方法

目前对于深层高压页岩气藏储层真实吸附气含量的研究不深入、计算欠准确、报道较罕见。为了解决上述问题,基于广泛使用的微孔充填Dubinin-Astakhov模型,结合不同温度下的超临界甲烷高压吸附实验数据,研究了高压下甲烷在页岩中的超临界吸附特征,探讨了常用吸附相密度计算方法在高压下页岩气过剩吸附量校正中的适用性,结合Gibbs公式和Dubinin-Astakhov模型开展了过剩吸附量校正研究,基于循环迭代和最优化思路提出了结合吸附特征曲线优化Dubinin-Astakhov模型参数的新方法。研究结果表明:(1)常用的过剩吸附量校正方法对于求取高压(大于等于20 MPa)条件下甲烷在页岩中的绝对吸附量并不适用,主要误差出现在高压段;(2)吸附相甲烷密度受温度影响较小,受页岩样品影响显著,不同井区和层位页岩中吸附相甲烷密度可能存在着较大的差异;(3)基于该新方法可以开展深层高压页岩气藏储层吸附气含量评价,计算结果满足吸附势理论且可以获得唯一的吸附特征曲线,计算得到的页岩气过剩吸附量与实测结果具有很好的一致性。结论认为,该新方法可以为深层高压页岩气藏储量评估提供依据并支撑深层页岩气藏经济高效开发。

广西灵山地区断裂活动性与土壤中汞气含量变化

本文介绍了广西灵山地区土壤中汞气含量测定的结果,通过对比分析含汞量的变化,指出罗阳山西北麓北东东向断裂是测区最活动的断裂,其次是北西向的蕉根坪断裂。在历史强震区,土壤中汞气含量高,变化幅度大,断裂活动性强。

考虑孔径分布的页岩吸附气含量计算模型

页岩吸附气含量是评价页岩气资源潜力和开发价值的重要指标。鉴于页岩气储层孔隙大小分布的非均质性较强并且微孔、中孔较为发育,在计算页岩吸附气含量时通常都会考虑不同的孔隙空间尺寸对气体吸附能力的影响,从而使得计算结果表现出较大的差异性,甚至产生较大的偏差。为了解决上述问题,利用石墨烯构建了有机质的层间结构,基于分子动力学分别模拟计算了5组温度、9组压力、7组不同孔径大小条件下的吸附相密度;根据模拟结果,建立了按孔径大小分类的3种孔隙尺寸的吸附相密度计算公式,并对等温吸附模型进行了吸附相密度修正;对比修正前、后模型的计算结果表明,随着压力的增大,修正后的模型与常规等温吸附模型相比,计算得到的吸附量差值超过2倍;实际资料处理结果表明,修正模型考虑了孔径大小对吸附相密度的影响,其与实际测试数据的吻合度更高。结论认为,对于页岩吸附气量的计算而言,如果不考虑页岩中孔径大小的变化对吸附相密度的影响而直接采用等温吸附模型计算页岩吸附气含量,将有可能使得页岩气储层吸附能力评估的结果产生严重的偏差;而修正模型的计算结果则与实验测试结果更加吻合,减少了计算结果的偏差、提高了计算精度。

用等温吸附方法正确评价泥页岩吸附气含量

关于吸附气含量的获取是页岩气资源评价中面临的主要问题,目前普遍采用等温吸附实验方法获取吸附气含量。科研界一般在研究压力和温度对泥页岩吸附性能影响时,对这两个因素分开进行讨论,没有一个整体研究思路。而泥页岩随着埋深的变化,其储层温度和压力常常一起变化,因此研究温度和压力综合作用对泥页岩吸附特性的影响尤为重要。

基于一种顶喷式干煤粉气化炉有效气含量影响因素的探究

为达到最高的有效气含量(CO+H_2),结合一种顶喷式干煤粉气化炉的实际运行情况,在烧嘴类型和气化炉尺寸一定的条件下,对氧煤比、入炉蒸汽、煤粉载气、环隙吹扫气、点火烧嘴燃料气等有效气的含量影响因素进行了探究,探明了最佳的反应条件,可为同类顶喷式干煤粉气化条件的优化提供参考。

快速评价泥页岩含气性及游离气含量的方法

正随着我国国民经济快速发展,对能源、尤其是清洁能源的需求持续增加。目前在我国一次性能源消费结构中天然气所占比例远低于世界平均水平。为进一步缓解我国油气的供需矛盾,积极寻找新的接替能源势在必行。

准南阜康矿区低煤化烟煤高温高压吸附实验及深部吸附气含量预测

为揭示准南阜康矿区深部煤层吸附特性和吸附气含量,对5件低煤化烟煤进行高温高压吸附实验,分析温度、压力和煤阶对深部煤储层吸附性的影响;基于非线性回归分析方法,建立深部吸附气量预测模型,并结合研究区煤储层煤质特征及温度、压力变化规律,对深部煤储层吸附气量进行预测。结果表明:准南低煤化烟煤在相同温度条件下的Langmuir体积与R_(o,max)呈正相关关系,Langmuir压力与R_(o,max)呈负相关关系,相同煤阶条件下的Langmuir体积与温度呈负相关关系,Langmuir压力与温度呈正相关关系;阜康矿区低煤化烟煤储层埋深为400~3000 m的空气干燥基饱和吸附气量为3.85~11.25 m^(3)/t,并随埋深的增加呈现出快速增加—缓慢增加—缓慢减小的趋势;研究区R_(o,max)为0.62%~0.71%的煤储层吸附气量临界深度为1700~2100 m,并随R_(o,max)的增大而变浅,临界深度以浅压力对吸附的正效应大于温度的负效应,之后温度对吸附性的负效应大于压力的正效应。

煤层气含量测试技术探讨

煤层气含量是决定煤层气资源能否进行商业化勘探开发的先决条件，是资源评价的重要参数之一。综合分析国内煤层气含量测试技术现状并结合实测经验，通过大量测试结果比较，认为按《煤层气含量测试方法》现行标准执行实测的结果与真实含量之间仍有较大误差，影响气含量测试结果的因素除煤储层本身因素外，与解吸条件、工作制度等都是影响煤层气含量测试结果的重要因素：提出减少误差、提高测试效率的改进措施；建议在含气量解吸测试基础上建立煤层气含量数值模型，有效满足煤层气勘探开发需求。

煤储层中吸附气含量随埋深非线性变化的研究进展

吸附气含量是决定煤储层含气量和煤层气开发潜力的关键因素。实验表明,吸附气含量随压力增大呈现非线性增加,随温度升高呈现非线性减少,随埋深(地应力、储层压力、温度)的变化规律尚有待进一步揭示。探讨了煤中吸附气含量测试和计算的新方法,分析了压力和温度与吸附气含量的关系,总结了吸附气含量随埋深的变化规律,厘清了临界埋深的界定方法。研究结果表明,不同煤级煤对甲烷的吸附量随气压的增加呈Langmuir方程形式增大,随温度升高不同煤类、不同温度区间减少幅度不同;低煤级煤吸附气含量对温度的敏感程度较弱,而中、高煤级煤对温度的敏感程度较强;煤储层中吸附气含量随埋深(压力和温度)呈现非线性变化特征,分为“四阶段”和“三拐点”,分别为线性增加段、非线性增加段、几乎不增段和减少段;导函数计算吸附气含量随埋深变化预测模型的极值点对应的埋深即为吸附气含量的临界埋深。

氧耗煤耗明显降低 有效气含量大幅提高 低阶煤制高浓浆产业化获新进展

记者2012年12月9日从内蒙古伊泰煤制油公司了解到，采用煤炭科学研究总院幽家水煤浆工程技术研究中心开发的低阶煤制备高浓度水煤浆工艺专利技术和设备，伊泰公司改造的两条水煤浆制备生产线已连续稳定运行50余天，各项工艺和设备指标参数达到合同要求。这标志着我国利用低阶煤制备高浓度水煤浆技术产业化获得新进展。

四川盆地长宁地区海相页岩吸附气含量演化特征--以N201井五峰组-龙马溪组一段为例

吸附气是页岩气的重要赋存形式和组成部分。为了明确四川盆地长宁地区五峰组—龙马溪组一段页岩在埋藏过程中吸附气含量的演化规律,利用页岩等温吸附实验、钻井现场解吸和测井综合解释资料,建立了页岩吸附气含量与地层温度、地层压力、页岩TOC等主要影响参数的多元回归数学公式,结合典型评价井(N201井)的埋藏史、热史,对不同地质时期页岩吸附气含量进行定量计算。计算结果表明:自侏罗纪有机质开始大量生气以来,页岩吸附气含量随着埋藏深度的增加逐渐升高,到白垩纪末期吸附气含量达到4.42 m^(3)/t;古近纪以来,随着上覆地层被大幅度剥蚀,页岩吸附气含量逐渐降低至现今的1.67 m^(3)/t。