水溶解煤层气的特征及规律试验研究

为了弄清煤层气贮层中地下水溶解煤层气的特征与规律,利用试验方法,在实验室条件下分别研究了温度和压力对水溶解煤层气特征的影响,并以采集到的阜新矿务局王营矿地下水和煤层气样品为例,研究了煤层气在水中溶解度的变化规律,得出了水对甲烷的溶解度与温度成负相关关系,与压力成正相关关系的结论,总结了王营矿水溶气的特点。测试结果表明,王营矿区煤层气在水中的溶解度与一般的水溶气的规律是一致的。     

水溶解煤层气的特征及规律试验研究

为了弄清煤层气贮层中地下水溶解煤层气的特征与规律。利用试验方法，在实验室条件下分别研究了温度和压力对水溶解煤层气特征的影响，并以采集到的阜新矿务局王营矿地下水和煤层气样品为例，研究了煤层气在水中溶解度的变化规律。得出了水对甲烷的溶解度与温度成负相关关系．与压力成正相关关系的结论，总结了王营矿水溶气的特点。测试结果表明，王营矿区煤层气在水中的溶解度与一般的水溶气的规律是一致的。     

煤层气解吸扩散渗流模型研究进展

对煤储层基质孔隙分类、煤储层中气水变化特征、基质孔隙中甲烷的动力学行为、煤层气解吸模型、扩散模型、渗流模型和产气模型进行了综述和评论．认为煤层气生产过程吸附气变为解吸气．少量的解吸气溶解并在储层孔隙水中扩散．大量的解吸气聚集成泡和成柱并在煤基质孔隙中的非达西渗流、自由气从煤基质孔隙至割理．裂隙系统的窜流、自由气从煤基质孔隙至井筒的非达西渗流（仅限低煤阶）、及自由气从割理．裂隙系统至井筒的达西渗流过程．可为煤层气开发提供理论依据,为煤层气数值模拟提供理论基础,对煤层气产气规律的认识具有指导意义．     

高邮凹陷南部真武地区地层水化学特征与油气运聚的关系

在分析高邮凹陷许庄、真武和曹庄油田地层水化学垂向和平面分布特征的基础上,考察地层水成因及油田水化学特征与油气运聚的关系.结果表明:许庄油田大气水间断性下渗,下渗深度可能达到2.5～3.0 km;真武和曹庄油田地层水成因主要为沉积埋藏水,但越流模式不同;高邮凹陷南部真武地区地层水化学场由南向北可划分为大气水下渗淋滤淡化区、汇合越流浓缩区和泥岩压实排水淡化区;研究区南部真武大断裂长期活动,大气水下渗淡化地层水,矿化度较低,油气成藏-保存条件较差,而北部地层水明显受泥岩压实排水淡化作用的影响,矿化度较低;地层水在离心流运移过程中不断越流浓缩,矿化度逐渐增大,部分油气随地层水二次运移途中遇到合适的圈闭逐渐聚集起来形成油气藏;中部汇合越流浓缩区为北部泥岩压实排出水和南部下渗大气水的共同指向区,地层水矿化度较高,有利于油气聚集成藏,且富集程度较高.     

CO_2驱过程中碳酸盐溶蚀和地层水结垢趋势实验研究

为研究长庆油田某长6储层CO_2驱过程中高压CO_2注入造成的碳酸盐溶解以及降压后碳酸盐的析出规律,用自行构建的实验装置研究高CO_2注入压力下相同矿化度模拟地层水中Ca~(2+)质量浓度对模拟地层水溶解CaCO_3能力的影响,压力下降方式以及泄压后CO_2饱和度降低对CaCO_3析出量的影响。结果表明,在矿化度为100 000 mg/L的模拟地层水中,随着模拟地层水中Ca~(2+)含量的增加,其溶解CaCO_3能力下降;快速泄压会使CaCO_3快速析出,泄压后CaCO_3析出量也会增加。因此,CO_2驱过程中需关注地层水矿化度与Ca~(2+)含量,为防止采出水在地面管网或后续工艺设备中结垢,建议CO_2驱后的采出水在地面构筑物内集中快速泄压然后再集输至污水处理站。     

长庆气田现用泡排剂评价及自生气泡排剂研究

通过实验评价长庆气田现用4种泡排剂,均存在耐凝析油效果有限的问题。为延长泡排剂发泡时间、提高举升力、降低井筒积液密度,同时解决严重水淹气井井筒排液问题,研制了一种利用化学反应在气井内产生气体的自生气泡排剂。通过实验对影响该化学反应速率的因素进行分析,并对其在气田应用的可行性进行探讨。实验结果表明:自生气泡排剂对矿化度水适应性较好;与现用泡排剂相比,在苏A-2、苏B-1、苏C-56地层水中的起泡能力有明显提高;排除积液能力较好,携液率最高可达53.5%;自生气泡排棒基础配方为:41%CQN+56%CQO+2.95%柠檬酸+0.05%泡排剂。     

高温高压条件下甲烷和二氧化碳溶解度试验

根据不同温度和压力条件下测得的甲烷和二氧化碳两种气体在碳酸氢钠型水中的溶解度数据,对两种气体的溶解度与温度、压力及地层水矿化度之间的关系进行研究。结果表明:在地层水中的溶解机制不同,导致两种气体的溶解度值随温度、压力条件的变化具有不同的演变特征;综合前人低温(小于90℃)测试的溶解度数据,可将甲烷溶解度与温度之间的演变关系划分为缓慢递减(0~80℃)、快速递增(80~150℃)和缓慢递增(大于150℃)3个阶段;二氧化碳溶解度随温度的升高而逐渐降低,随压力升高而逐渐增大,其溶解与析离能力受压力影响更为明显;实际地层中,两种气体间溶解度的差异演变影响了天然气的空间分布。     

东营凹陷沙四段地层水化学特征及其指示意义

在统计分析东营凹陷沙河街组主要预探井和评价井地层水和岩心物性资料的基础上,考察沙四段地层水化学性质及其指示意义,分析其与储层物性演化之间的关系。结果表明:沙四段地层水以氯化钙型为主,整体封闭程度好,处于还原的水体环境,总体矿化度高且具有垂向递增性和侧向不均一性;p H值是影响储层物性的主要因素,p H越小地层水矿化度越大,酸性地层水对储集物性的改善贡献相对较大;沙四段地层水仍以弱酸性为主,但地层中石英和碳酸盐矿物含量的变化、地层水中HCO3-含量的变化和黏土矿物之间的相互转化表明沙四段整体上处于酸性向碱性过渡的时期并以碱性成岩环境为主;沙四段地层储集物性较上覆地层有所降低,且随着埋深的增加,碱性成岩环境越占优势,储集物性变差;横向上北部陡坡带地层储集物性要好于中央隆起带和南部缓坡带;地层水矿化度可以作为判断相似地层储集物性发展趋势的重要指标,即地层水矿化度升高说明溶蚀作用强度大于胶结作用,储集物性变好;碳酸盐矿物的沉淀或溶解是影响沙四段储层孔隙度的主控因素(相关系数R≈0.81),沙四段碳酸盐矿物更趋向于沉淀析出形成胶结物,而溶蚀作用强度远小于上覆地层,储集物性相对较差。     

泡群内气泡振动特性分析

本文从均匀球状泡群内气泡非线性振动方程出发分析了驱动声压幅值、声波频率和液体环境对空化气泡振动特性的影响.数值分析结果表明:超声波驱动下的非线性振动气泡存在不稳定响应区,不稳定响应区主要分布在声波频率小于5 0 kHz的低频区和平衡半径小于1 0μm的微泡尺寸范围;平衡半径为3μm左右的空化微泡有较强的声响应能力和不稳定性,在特定的液体和声环境中,极易受到扰动生长为平衡半径更大的气泡;驱动声波频率一定的情况下,随着驱动声波压力的增加,气泡的非线性共振频率降低,声场中气泡的共振尺寸减小;平衡半径大的气泡空化阈值低,更容易引起空化效应.液体内溶解气体浓度影响空化进程以及空化声压阈值,溶解气体浓度越低空化阈值越高.     

陆西地区地层水特征与油气聚集关系

对陆西地区地层水化学研究表明,侏罗系整体上为较高矿化度的NaHCO3型,而二叠系和三叠系为较高矿化度的CaCl2型,白垩系为较低矿化度的CaCl2型。高、过成熟阶段二叠系烃源岩生成的原油在其运移聚集过程中,伴生的CO2进入地层水中,在一定条件下形成高矿化度的NaHCO3型地层水,而以该地层水为边界的油藏,油质较轻。     

高温气藏近井带地层水蒸发和盐析研究

通过PR状态方程与超额自由能HV混合规则的结合,建立了适于含极性物质水的烃类混合物气液液三相相平衡理论计算模型。同时建立了地层水蒸发与近井带含水饱和度与地层水矿化度的函数关系。运用相平衡理论,研究了地层水烃类体系随温度压力条件改变的相体积变化规律。结合单井径向数值模拟模型,研究了实例气井生产过程中气态水含量Xw、储层含水饱和度Sw以及地层水矿化度随半径和生产时间的变化规律。研究结果显示,近井带压降梯度大,地层水蒸发显著,气态凝析水含量呈指数增加,低压下可超过7%。地层水的蒸发可使得近井含水饱和度降低超过50%,有利于提高气井产能;地层水蒸发会使得矿化度升高而导致盐析,盐析往往发生在近井5m范围内。     

海相碳酸盐岩地层水对油气的响应特征 ——以塔中北斜坡奥陶系为例

海相碳酸盐岩地层水与碎屑岩地层水化学特征、作用及对油气的响应不尽相同。对塔中奥陶系地层水及油气性质的研究表明奥陶系地层水以(K++Na+)、Cl-为主要离子成分,以CaCl2水型为主,矿化度集中在(70~200)×103mg/L之间,pH值与储存类型相关;碳酸盐岩地层水对油气的响应主要体现在三个方面:钠氯系数、脱硫系数、矿化度等综合反映油气的保存条件,矿化度升高方向指示油气运移方向,矿化度、出水量、油气性质差异反映成藏过程中的油气分异现象。根据出水量和出水特征,可将塔中奥陶系地层水划分成凝析水、断层水、边(底)水和封存水4种类型,不同类型地层水反映成藏特征不同。     

海上油田不同溶解程度聚合物在多孔介质中渗流特征及驱油规律

针对聚合物矿场应用过程中存在溶解熟化规律不清晰、注入到地层可能存在尚未完全溶解熟化现象,研究了地层水矿化度、剪切速率对聚合物溶解熟化性能的影响;通过填砂管岩心驱替实验,研究了渗透率、聚合物溶解程度对聚合物在多孔介质中渗流特征的影响;基于微观可视化驱油实验,研究了不同溶解程度聚合物的渗流特征及驱油规律。结果表明：速溶聚合物溶解时间随着地层水矿化度的降低和剪切速率的增加而缩短,当矿化度为5 000～20 000 mg/L和转速为300～600 r/min,溶解时间为30～50 min。阻力系数和残余阻力系数随着溶解程度和渗透率的增大而降低。聚合物采出程度增值随着溶解程度增大而增大,当溶解程度高于80%以上,采出程度增值变化不大。     

新的煤层气藏物质平衡方程及其储量计算方法

在煤层气藏开采过程中,当水排出煤体并伴随压力下降时,吸附气解吸以及溶解态水溶气析出,造成游离气空间体积变大。目前国内外学者在推导煤层气藏物质平衡方程过程中只考虑吸附气、游离气,但都忽略水中溶解气的影响。为此,在考虑水中溶解气的前提下,从物质体积守恒原理出发,系统全面地推导出煤层气藏物质平衡方程。通过实例分析验证了该方程的适用性和可靠性,同时认识到水溶气对计算天然气储量有一定的贡献。     

顶板水越层窜流对煤层气藏生产动态的影响

煤层气的压裂增产过程中,压裂缝通常会延伸至顶板,顶板水的越层窜流对煤层气的生产动态存在较大影响。针对煤层气生产过程中的越层窜流问题,建立了煤层与顶板水体的两种连通模型,运用数值模拟方法研究了煤层气藏内的越层窜流对生产动态的影响,绘制了不同水源产水的无因次特征曲线,通过特征曲线判断了煤层气井的产水特征。研究发现,排采制度对煤层气产水规律影响较小;当顶板水体与煤层直接接触时,裂缝在顶板水中的穿透比会延长见气时间,裂缝一旦穿透顶板,穿透比对排采动态影响不大。对于存在泥质隔层的情况,产气上升过程存在两阶段特征;当穿透比小于1/6时,产气先快后慢;穿透比大于2/6时,产气先慢后快,且穿透比对排采规律影响较小。     

分子模拟研究褐煤中含水量对甲烷吸附影响

煤层气(CBM)作为一种优质、高效、清洁的能源和化工原料在最近几十年得到广泛的关注.在我国现阶段开采褐煤中的煤层气,通常褐煤中伴随着较高的含水量,因此,研究褐煤中含水量对甲烷吸附的影响对于煤层气的开采有重要的现实意义.本论文利用分子模拟中的蒙特卡罗和分子动力学方法,探究含水量分别为0%,1.6%和3.2%的褐煤模型,在298,313和373 K 3种温度下甲烷吸附情况,同时测定甲烷的吸附热和N,O,S原子的径向分布函数.研究结果表明:甲烷的吸附量与吸附热都会随着含水量的增加而下降;当含水量一定时,甲烷吸附量会随着温度的升高而下降.此外,褐煤分子中的N和S原子较O原子与甲烷相互作用较强.本论文的分子模拟研究结果可为煤层气的开发提供先期的理论预测与科学依据.     

地下水侵入对三间房组油藏油水界面的影响

鄯善油田经过10多年开发,地层水的分布状况变得比较复杂。近期新钻加密井发现三间房组油藏油水界面分布特征与开发初期所认为的情况有明显差别,整体呈北高南低、西高东低特点。对油水界面变化情况及地层水矿化度、化学成分、水型等资料分析表明：自北向南地层水矿化度逐渐升高,水型也由NaHCO₃型逐渐过渡到CaCl₂型。通过对地层水中不同类型离子的组合特征及含量变化分析,结合邻区地层水分布特征,认为造成目前油水界面分布状态的主要原因是地下存在一个水动力系统,自西北部侵入鄯善油田,使西区、北区油水界面严重抬升,地层水矿化度及化学成分也发生了相应变化。为油田确定今后新钻加密井的井深及提高水淹层解释的符合率提供了有力的依据;同时也为分析油水界面变化的影响因素提供了一个新思路。     

东营凹陷水化学场成因及其与超压系统耦合关系

以研究区2000余口探井的实测地压和油田水化学资料以及149个流体包裹体古压力模拟结果等为基础,利用地层水中阴阳离子平衡关系和水-岩相互作用的特点,考察东营凹陷水化学场的成因特征及其与超压系统演化特征的耦合关系以及对原油保存条件的影响。结果表明:在垂向上,2.2 km之上常压系统(沙二段至馆陶组)地层水矿化度一般低于100 g/L,属于咸水,而2.2 km之下的超压系统(沙四和沙三段)部分地层水矿化度高于100 g/L,最高达336 g/L,属于盐水;在平面上,东营凹陷东部地层水矿化度高于西部,北带高于南部,沙三和沙二段高矿化度地层水在凹陷中心沿断裂带分布,沙四段地层水矿化度以东营北带洼陷区为中心呈环带状向外减小;在水化学场和超压系统耦合作用下,超压流体封存箱中的水-岩相互作用对凹陷中心氯化钙型高矿化度地层水的形成具有重要作用,高矿化度地层水的形成某种程度上受到沙四段蒸发岩地层中盐类溶解作用的影响;不同地区和层位的原油密度不同,在凹陷边缘常压带为开启的水文地质系统,地表水渗入作用导致地层水矿化度降低,原油的轻组分散失,密度增加,油气保存条件较差,而凹陷中心超压顶面附近和超压系统内部处于封闭性较好的水文地质系统,原油密度多小于0.9 g/cm3,油气保存条件较好。     

无液相携水剂研制及在空气钻井中的应用*

针对空气钻井地层出水难题,开发了一种无液相携水技术。室内实验结果揭示:5秒内携水剂可携带自身重量10倍以上的地层水;温度越高,地层水矿化度越低,携水速度越快;携水剂具有较好的保水能力,携水后不会因压力和离心力增加而失水;携水剂携水后松软,具较好的弹性和润滑性,有利于钻井安全。该技术在中国鄂尔多斯盆地进行了现场试验。试验表明,无液相携水技术可对出水量小于10 m3的地层有效携水;与传统泡沫相比,该技术携水速度快、携水量大、不影响正常钻进,有利于钻井安全并提高机械转速,具有较好的应用前景。     

鄂尔多斯盆地油田水化学特征及地质意义

鄂尔多斯盆地三叠系延长组和侏罗系延安组油层水与油藏保存条件关系复杂,通过成藏过程和不同层系地层水化学特征研究和对比分析,得出如下几点认识:①延长组和延安组油层水矿化度总体较高,属于盐水-卤水地层水类型,Na+,K+和Cl-高度富集是高矿化度的原因;②沉积期古盐度特征对延长组现今地层水矿化度有明显控制作用,油层的水文地质条件稳定,封闭性能较好,有利于油藏后期保存;③印支期末剥蚀暴露期的大气水淋滤作用影响,是造成延长组顶部长1油层和长2油层水矿化度变低的主要因素,油藏保存条件明显降低;④侏罗系开放的水文地质环境及煤系地层自身释放的CO2是造成侏罗系油层水具备NaHCO3水性质和水文地质环境活跃的主要原因,油藏保存条件相对较差。