薄层油页岩电加热原位改性温度场数值模拟

原位开采是油页岩未来主流开采技术,目前油页岩原位开采技术研究对象多为厚层油页岩,但中国存在大量的薄层油页岩,故研究薄层油页岩原位电加热温度分布规律具有重要的意义.针对中国特殊薄层油页岩结构,采用ANSYS软件中瞬态热分析模块,建立薄层油页岩原位电加热模型,研究加热5年内薄层油页岩中温度场分布.仿真结果表明:油页岩的有效加热体积随加热时间增加而增大,且加热前3年增加速度显著快于3年之后,加热3年后继续加热增热效果已不明显,故加热薄层油页岩在加热3年可以使利益最大化.研究结果为中国薄层油页岩的开发提供了数据支撑.     

应用差示扫描量热法研究桦甸市油页岩热解特性

通过差示扫描量热法(DSC法)准确地确定了桦甸三道岔矿区第3、5、7、10层油页岩在热解前后的峰值温度。三道岔矿区油页岩的热解特性符合热解三阶段,第3、5、7、10层油页岩热解生油阶段的峰值温度范围分别为:471.3~479.8℃、475.3~544.9℃、515.9~555.0℃、455.2~476.0℃。建议三道岔矿区油页岩原位热解的温度宜在470~550℃之间。试验成果可以为桦甸三道岔矿区油页岩的原位热解产油提供参考和借鉴。     

油页岩原位转化热解反应特征研究综述

近年来,世界能源消耗日渐增加,作为非常规能源之一的油页岩是重要的接替资源。中国油页岩资源量丰富,居世界第四位。原位转化技术作为油页岩开采的主流技术,利用热解反应建立渗流通道,开采页岩油气。基于热解反应阶段、干酪根热解、矿物成分影响与热解协同孔隙结构演化等4个方面对原位转化过程中的热解反应特征进行研究综述：（1）热解反应各个阶段下的热物理演化与热化学反应;（2）干酪根热解的反应机理及其影响因素;（3）无机矿物分解对热解反应的促进与抑制作用;（4）热解反应协同孔隙结构演化的机理及其对微裂缝扩展的促进作用。立足于热解反应这一原位转化中的核心技术问题,力图为热解反应在油页岩与中低成熟度页岩油原位转化中的应用提供一定的参考。     

油页岩原位开采过程中孔隙度和渗透率变化数值模拟

油页岩原位开采技术是一种经济、环保的油页岩利用技术。在油页岩原位开采过程中,温度变化引起油页岩中干酪根的分解及黏土矿物的转化使油页岩的孔隙度和渗透率发生改变,而孔隙度和渗透率正是影响生成的烃类物质运移的重要因素。为了研究油页岩原位开采过程中孔隙度和渗透率的变化规律,参考吉林省松原地区油页岩原位开采的现场试验情况,以梅花状布井方式建立了三维模型,模拟了油页岩原位开采的注热、生烃、黏土矿物转化以及孔隙度和渗透率变化的过程。结果表明:油页岩原位开采过程中,油页岩的孔隙度和渗透率随生烃过程的进行呈现增大趋势,且增长速率先快后慢,注热1 000 d时,孔隙度增长了3. 37%,渗透率增长了0. 004 9×10~(-3)μm~2。油页岩的孔隙度随蒙脱石-伊利石的转化逐渐增大;蒙脱石-伊利石转化过程使油页岩的渗透率有所增大;注热1 000 d时,孔隙度增长了2. 14%,渗透率增长了0. 002 5×10~(-3)μm~2。     

高含水期不同开采制度下产液量变化规律研究

为了进一步掌握油田在进入高含水阶段后的生产过程中产液量的变化特征,研究了不同开采制度下产液量
的变化规律。基于研究区块近几年的实际产油量与满足该区块的水驱特征曲线,根据油田实际生产需要,通过理论推
导,得出了高含水期定产液量下产油量的变化规律、定产油量下产液量的变化规律及产油量以不同速度递减时产液量
的变化规律,实现了产液量变化规律的定量化。以实际油田的某一生产区块为例,利用满足该区块的水驱特征曲线及
实际产量,得到了不同开采制度下产液量的变化规律。研究结果表明,搞清产油量递减时产液量的变化特征,便于油
田决策者制定切实可行的开采制度。同时,该方法也能推广到其他的高含水区块,具有非常广阔的应用前景。     

铜川地区油页岩地层电性断面特征及勘查

为了研究电阻率测深方法在油页岩地区的适用性及分辨率,在鄂尔多斯盆地南缘铜川地区开展了电阻率测深
工作。结合钻孔录井和见矿情况,分析了油页岩地段两种勘查方法获得的电阻率断面特征,在电性断面上圈定了油页
岩层的特定部位。油页岩层厚度相对埋深而言属薄层、高阻目标体,其厚度与埋深纵向比小,在获得的电阻率测深断
面上,高阻电性的油页岩层在电阻率测深断面上分辨率不清晰,其层位与电阻率等值线梯度变化带对应较好,从而间
接指示了油页岩层位置。同时,通过岩性与测井参数综合分析,认为测深断面上这种电阻率值随深度的渐变特征,从
电性角度描述了油页岩层由浅湖沉积环境到半深湖环境的变迁过程,提出电阻率测深方法可以达到勘查油页岩层之
目的。     

注蒸汽原位开采油页岩热解温度确定及可行性分析

利用热重仪对新疆油页岩进行不同温度下的热解实验,结果显示热解温度高低和油页岩在特定温度下的热解时间都会明显影响到油页岩的失重率,热解新疆油页岩的最佳温度值为500℃;通过高精度显微CT实验系统对热解后油页岩的细观进行测试,得到注蒸汽原位开采油页岩是完全可行的结论,这对油页岩原位开采技术的发展具有重要意义。     

哥伦比亚亚诺斯盆地成藏组合与勘探潜力

为明确亚诺斯盆地的勘探潜力,需对盆地进行成藏组合分析。首先对盆地进行地质评价,然后进行成藏组合
评价,最后对每个二级成藏组合的油气地质特征和资源潜力进行研究,指出下一步的勘探方向。亚诺斯盆地成藏条件
优越,根据储层含油气情况,将盆地划分为证实的中部、潜在的上部和下部共3 套一级成藏组合。根据盆地的构造、生
储盖与油气富集特征等6 项原则,进一步将中部成藏组合划分为上白垩统、古新统、始新统和渐新统4 套二级成藏组
合。研究认为,盆地所有成藏组合内待发现可采资源量为3.06×108 t 油当量,以上白垩统成藏组合的资源规模最大。
对于盆地下步勘探,应以上白垩统和始新统成藏组合为主,内斜坡带和前渊带为主要目标区带。首次应用的成藏组合
分析步骤和划分原则等研究方法对其他盆地的成藏组合研究具借鉴作用。     

吉林桦甸油页岩原位近临界水热解开采室内实验

从多学科交叉角度出发,将油气生排烃实验地质技术、绿色化工等相关领域方法引入到油页岩原位开采中。选取吉林桦甸油页岩样品,利用地层孔隙热压生排烃模拟实验仪开展了原位干馏热解和近临界水热解实验。研究表明:近临界水热解促进了油页岩原位油气转化,高温高压近临界水、反应生成的高含CO2的气体和较高的地层流体压力提高了油页岩原位页岩油潜在可采率/回收率,展现了利用近临界水特性开采油页岩,尤其是低品质油页岩的良好前景。针对我国油页岩资源埋藏深、品位低、非均质性强的情况,可以考虑利用近临界水做热传导介质和水溶解性催化剂,对地下油页岩进行原位开采。     

非均匀多孔介质渗透率粗化的有限分析算法

基于有限分析算法,提出了一种求解非均匀多孔介质“粗化”渗透率的数值方法,该方法适用于由线性Darcy
定律描述的渗流场。新算法沿用了Durlofsky 提出的双周期边界条件,可以计算出完整的渗透率张量,具有很高的计
算效率。经过多个数值算例的检验,新算法在粗网格条件下,即仅将每个原始网格细分至2×2 或3×3 的计算网格,就
可以获得相当高的精度。相对传统算法而言,当相邻网格渗透率差异较大时,不需将网格划分得足够密,即可获得相
对准确的计算值,大大减少了计算时间。     

油页岩注蒸汽原位开采数值模拟

注高温蒸汽是一种有效的油页岩原位加热开采方法。参考美国绿河地区某油页岩原位电加热开采项目,采用CMG油藏数值模拟软件建立油页岩原位加热开采的数值模型,将其中的电加热井改为注高温蒸汽井,求解油页岩的温度场、干酪根浓度和产油量,对比电加热和蒸汽加热的优缺点,并讨论注入蒸汽速率和加热范围这两个主要因素对油页岩原位开采的影响。结果表明:与电加热相比,注蒸汽加热时油页岩层温度更高,干酪根分解更快,页岩油产量峰值到达时间更早;随注入速率增大、加热范围减小,干酪根热解反应加快,页岩油产出结束较早。     

分步热解气相色谱在油页岩工艺性质评价中的应用——以准南大黄山芦草沟组油页岩为例

采用热解气相色谱技术,通过分步程序热模拟了大黄山油页岩的干馏过程,探索了油页岩在各温阶下各种油(气)品热解回收动态变化及其热解总回收率变化,理论上分析了产生这种变化的原因,论述了油页岩工艺特性及其控制因素,以期为精确评价油页岩工艺性质提供参数。研究结果表明:干馏热解过程主要分3个阶段,410℃之前烃类产物很少,并随温度增高而缓慢增加;450～510℃区间烃类产物迅速增加,占全部热解产物的70%,并在490℃左右达到最大值;510℃以后烃类产物较少,以气态烃产物为主。大黄山油页岩整体具有轻质油潜力优势特征,未来加工炼制温度控制在450～510℃即可基本保证油(气)回收率、有效获取轻质油。油页岩原始生烃潜力是控制油页岩工艺特性的主要因素,油页岩原始生烃能力越强,干馏高温阶段的重质油产物越多。     

抚顺油页岩及其残渣的热解性能

用热重分析法研究了抚顺油页岩及其残渣的热解性质与热解动力学.结果显示,油页岩和油页岩渣的热解反应为两个过程:在常温~200℃,主要是水分的挥发,油页岩及其残渣中水的挥发量分别为2.446%和3.202%;在200~600℃,主要是固定碳的热解,失重率分别为16.048%和6.524%.采用Coats-Redfern方法得到了热解反应两个部分的动力学常数,抚顺油页岩的活化能分别为51.84和28.14 kJ/mol,频率因子分别为62.35和0.003 25 min-1;抚顺油页岩渣的活化能分别为36.62和55.05 kJ/mol,频率因子分别为0.009 76和0.341 min-1.另外油...     

松辽盆地北部陆相泥页岩孔隙特征及其对页岩油赋存的影响

综合应用气体吸附、高压压汞和扫描电镜方法对松辽盆地白垩系陆相泥页岩内部微观孔隙特征进行刻画,进而结合岩石热解、全岩矿物分析等实验手段对泥页岩孔隙发育的控制因素及其对含油性的影响进行分析。结果表明:研究区泥页岩孔隙类型以片状黏土矿物的层间微孔隙为主,裂缝发育程度不高,孔隙级别以微孔和介孔为主,泥页岩孔隙发育总体受控于埋深和次生孔隙发育情况,有机孔隙对页岩油储层不具有重要意义;油源充足的情况下,泥页岩含油性明显受控于孔隙度,其中直径大于20 nm孔隙是页岩油的主要赋存空间,在进行页岩油勘探开发时应着力寻找较大孔隙发育的甜点区;龙虎泡阶地南部与齐家-古龙凹陷交界处青山口组含砂岩或砂质薄夹层的泥页岩层系中泥岩次生孔隙发育,含油性高,易于压裂,是松辽盆地北部页岩油勘探开发的首选区域。     

中美页岩气储层条件对比

北美页岩气开发已获得了巨大成功,而中国页岩气开发还处于起步阶段,对比分析中美页岩气储层条件,指
导中国页岩气高效开发意义重大。从页岩气的成藏条件、储层特征和储层评价因素３个方面进行了详细对比分析,
结果认为：中国成藏条件更复杂,储层埋藏深、温度高、热成熟度高、厚度低;中国页岩矿物组成更复杂,黏土矿物以
伊/蒙混层和伊利石居多,以微粒运移性的黏土矿物为主;石英含量更高,脆性指数更大,更有利于压裂改造;中国储层
评价因素更复杂,要从有机碳含量、有机质成熟度、干酪根类型、储层有效厚度和岩石学特征等多个方面进行评价。总
之,从储层条件的角度对比情况来看,中国（尤其是四川盆地）页岩气藏已具备规模化开发条件。     

热解过程中油页岩孔隙率变化规律

为预测原位热解工艺带来的水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间的方法研究了不同热解程度油页岩的孔隙率变化规律。从油母质热解造成油页岩孔隙率变化的机理出发,结合油页岩的热解反应速率方程,建立了热解过程中油页岩的孔隙率变化定量模型,并将理论值与实验值进行了对比验证。结果表明:该模型计算结果与实验数据吻合良好,误差较小。可见该孔隙率定量模型能够较准确地计算热解过程中油页岩的孔隙率。