页岩含气量现场解吸技术优化的研究

页岩含气量是非常规油气资源潜力评价的重要依据,一般是在钻探施工现场使用含气量现场解吸设备进行测试分析,解吸仪调试状态、现场解吸梯度、解吸罐内水分等因素都会对页岩含气量解吸结果准确度产生影响。针对页岩含气量现场解吸的主要影响因素,采取充分调试解吸仪,设置科学合理的现场解吸温度梯度和时间梯度,减少解吸罐内水分等措施,以达到页岩含气量现场解吸技术优化的目的。研究结果表明,优化后的页岩含气量现场解吸技术实用性强,有助于提高页岩气资源潜力评价的精确度。

页岩气现场解吸方法优化

本文简要介绍了对页岩气现场解吸方法的优化方案,使用的主要仪器是智能化页岩气现场解吸仪。优化中将二阶解吸温度定为110摄氏度,从而完成高温快速解吸。这样能够对页岩气对现场解吸时间进行缩短,从而提高了页岩气现场解吸的效率,并保障了计量结果的准确性。

现场解吸过程中页岩气逸散特征及其影响机理

通过运用拟一阶动力学、拟二阶动力学及双一阶动力学模型来进行页岩气逸散过程的动力学分析,发现双一阶动力学模型能更好地解释页岩气的逸散过程,通过使用校正的AICc来代替R2从而更精确地确定最佳拟合模型。双一阶动力学模型拟合的最优化表明孔隙中的扩散过程分为两个阶段:较快的大孔扩散以及较慢的小孔扩散阶段,而且内扩散是控制页岩逸散速率的主要过程。

川东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气特征及其意义

川东南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为我国页岩气勘探开发的重要层位,在焦石坝、彭水、丁山、南川等地区都有重要发现。利用中国石化无锡石油地质研究所自主研发的快速现场解吸仪,对该地区典型页岩气井解吸气量、损失气量、总含气量、解吸气天然气组分和解吸气甲烷碳同位素(约30min取1样)进行测试。数据分析表明,上述数据对页岩气成藏机理、勘探开发有着重要的意义,主要表现在:1首样甲烷碳同位素值及特征可以预测页岩气富集层,为页岩气甜点层识别的有效方法;2总含气量和解吸天然气组分识别页岩气甜点层,为页岩气甜点层识别的最直接方法;3页岩气组分和碳同位素值联合判别页岩气成因类型,干酪根碳同位素特征和页岩气碳同位素特征可作为气源对比的有效手段;4页岩气组分特征可以判别该地区的保存条件,其对页岩气的散失程度研究具有指示意义;5损失气量和解吸气量及其关系能够反映出主要赋存方式的差异,对页岩气井不同阶段产气特征具有预测作用;6甲烷碳同位素值随解吸时间出现明显分馏效应,可以预测页岩气产气阶段及剩余气的含量。

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩现场解吸气特征及地质意义

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩具有良好的气体显示,是四川盆地外页岩气新的勘探区。通过对2口页岩气探井共64块水井沱组页岩的含气性现场解吸,测定了解吸气含量、气体组分、解吸气碳和氢稳定同位素组成,分析了解吸气组分变化、解吸过程中气态烃和二氧化碳同位素的变化,同时探讨了页岩气赋存状态、气体稳定同位素倒转特点及其地质意义。研究结果表明:水井沱组页岩现场解吸气含量为0.32~5.48 m3/t,连续含气量大于2 m3/t的地层厚44.05 m,含气性与TOC有很强的正相关性;解吸气甲烷含量为81.90%~95.48%,乙烷含量为0.78%~3.95%,含微量丙烷,为典型的干气;非烃气体中氮气含量稍高,平均约为6.7%,二氧化碳含量低于1%,不含H2S;吸附气占50%~60%,游离气占40%~50%。解吸早期吸附性弱的CH4和N2先脱附出来,吸附性强的C2H6和CO2后脱附出来,至解吸结束仍有相当量的C2H6和CO2未脱附出来。解吸过程中碳、氢同位素均发生变化,δ13CCH4变化范围为-39.92‰^-25.86‰,δ13CC2H6为-41.57‰^-39.34‰,δ13CC3H8为-40.89‰^-35.46‰,δ13CCO2为-23.42‰^-19.23‰;δDCH4为-136.90‰^-128.00‰,δDC2H6为-160.45‰^-155.30‰;由于同位素的质量分馏效应,解吸过程中残留的甲烷碳同位素增大了5.15‰~13.33‰,甲烷氢同位素增大1.64‰~8.90‰,乙烷碳、氢同位素和二氧化碳的碳同位素基本不变。气体碳同位素分馏还受页岩物性的影响,大的孔隙体积引起更显著的甲烷碳同位素分馏效果,同时还引起乙烷体积含量的差异。利用解吸半量体积所取气样的同位素值代表全部气体的平均值,δ13CCH4平均值为-33.19‰,δ13CC2H6平均值为-40.04‰,δ13CC3H8平均值为-39.07‰,页岩气表现出δ13CCH4>δ13CC2H6且δ13CC3H8>δ13CC2H6、δDCH4>δDC2H6的同位素'倒序'特征。与威远地区下寒武统筇竹寺组类似,宜昌地区水井沱组页岩气同样处于气态烃同位素反转阶段的早期,具有多源复合热成因气的特点。

低煤阶煤纳米孔特征及其对吸附解吸影响

以不同煤体结构低煤阶煤样为例,采用低温N2吸附和冰点CO2气体吸附试验,分析了煤储层的纳米级孔隙结构特征;结合现场解吸试验,分析了不同煤体结构煤储层的含气量和解吸速率;从煤储层纳米级孔隙结构层面分析了不同煤体结构煤的吸附解吸控制机理。结果表明:碎粒结构煤的超微孔较原生结构煤发育,碎粒结构煤的自然解吸时间显著短于原生结构煤;常压下甲烷气体吸附在墨水瓶形等复杂超微孔内难以解吸,当通过高温和粉碎煤样后超微孔内的吸附气解吸,呈现出残余气碎粒结构煤大于原生结构煤。

页岩含气量主控因素及定量预测方法

在国内外研究进展调研的基础上,对页岩含气性主要影响因素进行了综合分析。研究认为:影响页岩含气量的主控因素包括有机碳含量、有机质热成熟度、岩石矿物成分、孔隙结构、页岩含水率、地层温压等;有机碳含量较高则页岩吸附气量较大,有机质成熟度较高则有机质孔隙发育,页岩的吸附能力大;黏土矿物较脆性矿物吸附甲烷的能力强,其中蒙脱石的吸附能力最强,其次为伊蒙混层和高岭石;页岩的微—中孔总体积越大对页岩气吸附能力越强,中—宏孔总体积越大游离态页岩气含量越高;页岩含水率较高时,含气量有降低趋势;页岩含气量随温度升高而降低,随压力升高而增加。

鄂尔多斯盆地延长油气区延长组长7段陆相页岩含气性分析

通过气测录井、地化分析、现场解吸测试等手段,证实了气测录井资料定性判断页岩含气性特征具有较强的可行性,并针对延长油气区长7段陆相页岩选取了东西和南北两个方向进行了含气性定性分析;重新分析和确定了页岩现场解吸实验中的损失时间,对USBM法中提钻过程中的损失时间进行了修正,提出了改进的USBM法来恢复损失气量。通过现场解吸实验,定量刻画了长7段页岩含气量,总含气量为1.87~5.23 m^3/t,平均含气量为3.51m^3/t,其中解吸气含量为0.28~2.14m^3/t,损失气含量为0.49~4.34m^3/t,残余气含量为0.17~0.61m^3/t。延长组页岩整体含气量不高、含气丰度低,总含气量随着深度具有明显增加的趋势,与定性分析结果一致。

富有机质页岩解吸气地球化学特征及其指示意义

利用页岩气现场解吸仪对龙马溪组页岩岩心进行二阶解吸(一阶45℃,二阶110℃),计量解吸气量和恢复损失气量的同时,连续采集不同解吸时段的解吸气样品并进行组分和同位素测定。结果表明:页岩解吸气以CH_4为主,含有少量的C_2H_6、CO_2和N_2,一阶解吸阶段页岩吸附能力弱的CH_4含量较高,表明这一阶段解吸气以游离气为主;二阶解吸阶段页岩吸附能力强的C_2H_6和CO_2含量较高,表明此阶段解吸气中吸附气所占比例逐渐增高;解吸气随解吸时间增加烷烃气碳同位素组成逐渐变重,主要受气体在扩散过程中的"质量分馏效应"和"吸附—脱附"作用影响;整个解吸过程中解吸气烷烃气碳同位素均发生倒转且倒转程度随解吸时间增加逐渐变大,主要受解吸过程中甲烷碳同位素组成逐渐变重影响。

张吉怀铁路沿线页岩气对隧道的影响研究

本文在充分收集资料和现场调查的基础上,采用钻探、测井、现场录井和解吸、样品分析测试等方法,对张吉怀铁路沿线页岩气对隧道的影响进行综合分析评估。测井结果表明张吉怀沿线页岩地层地温及孔内自然伽马处于正常值,气测量整体偏低;含气性结果表明页岩气含量低,一般含气量0. 005～0. 030 m3/t;室内试验结果表明有机碳含量极低～偏低,成熟度Ro有机质转化率含量低～较低;孔渗测试结果表明页岩地层属于特低孔低渗储层,不利于页岩气的储集。总体来说张吉怀铁路沿线寒武系、志留系页岩气对隧道的影响较小,可不按瓦斯隧道进行设计。本文所采用的页岩气隧道测试技术和评价方法可供类似工程参考。