储层多孔介质表面凝析气体混合物的吸附研究

凝析气藏流体处于地下多孔介质中，由于多孔介质具有巨大的比面积，不可避免地合发生吸附现象，从而对气藏储量计算、相态模拟计算以及油气井产能计算等气藏工程问题产生影响。为此；根据气-固吸附的基本理论，在分析研究储层条件下段析气藏流体在储层多孔介质表面的吸附机理的基础上，建立了段析气混合物在储层多孔介质表面吸附的数学模型，并通过实例计算分析了凝析气混合物在储层多孔介质表面的吸附量及吸附相的组成。结果表明，段析气体混合物在储层孔隙介质中的吸附量随温度的升高而减少，随压力的升高而增大；同时在同一孔隙介质中，当温度压力相同时，重组分含量相对较高的凝析气体系，其吸附量相应较大。最后得出结论，凝析气体混合物在储层多孔介质表面的吸附量的数量级为10^—2mol／kg，在实际工程应用中不可低估。     

凝析油气体系流固耦合相平衡计算新方法

在分析了孔隙介质内表面吸附、毛细凝聚、毛细管压力等界面物理化学效应和应力变形对孔隙介质中流体相态影响的现象学特征和影响机制的基础上,通过在大尺度空间常规流体相平衡热力学模型中引入界面物理化学效应的影响,同时通过高才尼-卡尔曼方程将毛细管半径与孔隙介质储渗特性的应力敏感性研究成果相关联,建立了同时考虑储层应力变形和界面物理化学效应影响的微孔隙尺度条件下的低渗特低渗凝析气藏多相流体流固耦合露点压力、p-T相图及定容衰竭相平衡热力学计算模型.该模型的初步应用表明,其相态模拟计算结果能更为合理地解释孔隙介质环境中的凝析油气体系相态特征实验研究结果.     

多孔介质对凝析气藏露点的影响机理研究

分析了多孔介质中的各种界面现象以及它们之间的相互关系,并分析了多孔介质影响凝析气藏露点的机理.认为,多孔介质对凝析气藏露点的影响体现在毛细凝聚和气体吸附的共同作用,由气藏流体的组成、状态及储集层的孔隙结构特征决定:多孔介质中的毛细凝聚和气体吸附均使得露点压力升高;富含凝析油的凝析气藏受吸附作用的影响较强,露点值升高的幅度相对较大;储层孔隙半径r越小,毛细凝聚作用的影响越强,露点值升高的幅度越大,当孔隙半径r＜5×10-6cm时,毛细凝聚现象对露点的影响已不能忽略;对于低渗气藏,吸附态气体在总气量中所占的比重相对较大,吸附产生的影响相应也会增强;地露压差越大,吸附作用的影响越强;相同体系储层温度越高,由吸附和毛细凝聚引起的露点变化越小.     

海相页岩储层微观孔隙非均质性及其量化表征

为加深储层微观非均质性影响页岩气赋存运移的认识,以渝东南地区五峰—龙马溪组页岩储层为例,采用场发射电子显微镜、压汞、液氮吸附等手段,在微观非均质性特征提炼总结的基础上,针对微观尺度下孔隙的非均质性特征展开进一步实验与理论研究.通过图像信息处理、结构参数遴选及分形分维建模等手段,总结了储层孔隙在成因类型、孔隙结构、孔隙网络及尺度差异上的非均质性特征,利用面孔率、变异系数、孔隙曲折度、分形分维值等评价参数,构建了页岩孔隙非均质性表征评价模型,进而实现了页岩储层孔隙非均质性特征的单样品定量评价与综合定量评价,认为页岩储层孔隙在孔隙发育特征及网络组合特征等方面存在的显著非均质性,控制着气体储集能力、渗流方向.研究结果表明:该储层孔隙非均质性强,发育有微米渗流网络、基质吸附-渗流孔隙网络、夹层或砂质纹层孔隙网络等不同孔隙网络,并控制着储层品质的优劣;渗流通道在定向性上存在的非均质性及吸附孔隙空间发育的微观不均一,成为影响该储层储集、释放性能的关键因素.综合评价分析认为,赋孔集中在有机质纳米孔(有机孔隙贡献度50%以上)、脆性矿物质量分数高于40%、孔隙曲折度小于40、具有微米渗流网络与基质吸附-渗流孔隙网络两种孔隙网络的组合类型(孔隙-微裂隙配置关系好)的储层有较好的储层物性和勘探开发潜力.     

基于细菌觅食算法的砂砾岩岩性识别方法

砂砾岩储层岩性复杂多变,母岩成分变化大,孔隙结构复杂,难以精确划分岩性并建立准确的解释模型,导致储层参数计算精度不高。针对松辽盆地梨树断陷砂砾岩储层特点,选择多组分体积模型作为该地区的测井解释模型,将该地层看成由局部均匀的孔隙、泥质、石英、长石、岩屑等5部分组成?根据多组分体积模型建立相应的测井响应方程,引入细菌觅食算法作多组分矿物模型的优化算法,将优化结果与岩芯分析孔隙度及全岩矿物分析的体积分数进行对比,结果验证了细菌觅食算法反演砂砾岩储层多组分矿物模型的可靠性。采用该方法对松辽盆地砂砾岩储层测井资料进行处理,取得了较好的结果。     

页岩等温吸附理论模型对比分析

为了更好地研究页岩气吸附解析规律,对国内外页岩气等温吸附模型进行广泛调研,分别归纳总结了Herry吸附式、Freundlich经验公式、Langmuir模型、扩展的Langmuir模型等6种单组分等温吸附模型以及负载比关联式、理想吸附溶液等4种多组分等温吸附模型。分别列举单组分与多组分等温吸附模型表达式,讨论各个模型的优势与不足。选择精确的吸附模型进行等温吸附线拟合,可以准确了解吸附能力与储层压力的关系,并间接认识等温吸附机理。     

页岩储层润湿性及孔隙结构对吸附特征的影响

采用氮气吸附法和高压压汞法对基质孔隙和有机质孔隙进行分类,并构建了2个分段函数模型对吸附特征进行描述。结果表明,有机质孔隙表面为油润湿,基质孔隙表面为水润湿,且水相接触角和油相铺展程度差异较大。在储层温度和压力条件下,页岩气属于气相多层吸附,采用Langmuir单分子层模型和L-F多分子层模型组成的分段函数拟合程度更高。     

孔隙介质中油相非平衡吸附的数学模型

针对目前理论上描述储层孔隙介质时对流体吸附的研究很少的问题,把油相(凝析油、原油)看作为一个多组分液态烃的高分子溶液,以吸附过剩量为基础,用基团贡献法(UNIFAC法)确定溶液中各组分的活度系数,引入相平衡数据热力学一致性的检验方程(Gibbs-Duhem),并结合达到吸附平衡时吸附相和体相的逸度相等、以及其他关联式得到平衡态吸附数学模型的一般表达式;同时考虑到相间存在质量传递,相平衡过程不可能在瞬间完成,从而引入与时间相关的组分模型,得到非平衡吸附的数学模型.     

考虑临界流动饱和度凝析气体系的吸附模型

在凝析气藏的开发过程中,流体处于地下多孔介质中,由于多孔介质孔隙壁面的影响,毛细凝聚现象必然存在,从而不可避免地会对反凝析过程产生影响,从而影响整个凝析气体系的相态特征.在考虑凝析油临界流动饱和度的基础上,改进了凝析气在多孔介质中的气液混合吸附模型,在以往的吸附模型中加入临界流动饱和度对吸附的影响这一条件,使得新的吸附模型更具有真实性,能更好的模拟多孔介质中凝析气体系的相态问题,并且对一个真实凝析气藏的相态作了计算.采用新建立的模型计算多孔介质中反凝析饱和度比不考虑多孔介质吸附时要大,气相摩尔分数减小,液相摩尔分数增加.     

煤岩孔隙结构特征及其对储层损害的影响

煤岩特殊的孔隙结构及甲烷赋存和产出方式决定了其损害机理与常规储层存在明显差异。在此六盘水地区亦资孔盆地二叠系煤岩气藏为对象，应用压汞和扫描电镜等手段，研究煤岩储层孔隙类型和孔隙结构特征，结合煤岩学、敏感性及工作液损害评价实验，探讨了煤岩气层损害机理。研究表明，煤岩中常见模特组织孔和气孔，裂缝发育，属双重孔隙介质，表现出很强的应力敏感性。工作液易通过天然裂缝系统侵入煤层中，导致裂缝内的固相沉积、水相圈闭和高分子处理剂吸附滞留损害。     

考虑吸附影响的凝析气井压力降落试井分析

凝析气井的试井解释，基本上仍沿用干气井的单相拟压力方法，或在解释中根本就没有考虑多孔介质对凝析油、气的吸附影响。大量实验与理论研究表明，多孔介质吸附对凝析油、气的渗流具有较大的影响，在考虑吸附影响的凝析气井渗流微分方程的基础上，建立了不稳定试井解释数学模型，将多孔介质吸附影响直接纳入了模型之中。提出了多种外边界条件下的压力降落试井分析方法。实例分析表明，与不考虑多孔介质吸附影响的情况相比，因多孔介质吸附的影响，试井解释有效渗透率将降低，表皮系数增大，气井有效泄流半径与单井控制储量亦将降低。对于重烃含量较高和孔隙度较低的凝析气藏，多孔介质吸附的影响将更加明显。研究表明，多孔介质界面现象对凝析气井的渗流特征与试井解释的影响不应忽视．     

页岩饱和含气量的计算及应用

储集层在一定物理化学条件下所能容纳的最大气量是有限的,结合测井解释数据和岩心测试数据,可求得储层平均孔隙度和含气饱和度,进而根据储层温度压力条件求得饱和游离气量。由于页岩中存在大量的纳米级孔隙,需要根据吸附相的体积进行游离气量的校正。在储层温度不高,试验条件允许的情况下,最大吸附气量则可以用Langmuir等温吸附方程来计算;若储层埋藏较深温度较高,则可以用Polanyi吸附势理论建立吸附量与温度压力的关系模型,结合较低温度的等温吸附数据,来预测实际储层温度压力下的吸附量。根据断裂、地层水等对页岩储层的破坏程度估算破坏系数K0,使计算的饱和含气量贴近储层实际含气量。建议计算时,对获取的源数据进行趋势面分析,分离出区域性分量,使数据能代表评价区的整体性质。     

低渗透气藏气体渗流速度修正式

渗流的基本规律达西定律,是100多年前法国水利工程师达西提出的,他是通过液体实验得到的.对于气体渗流来讲,存在着滑脱效应,特别是在低渗、低速和低压时,滑脱效应更为显著.在考虑了气体渗流的特点后,结合分子扩散理论得到了考虑滑脱效应的气体渗流速度方程,为进一步开展低渗透气藏渗流理论研究,油藏工程研究和动态分析建立了基础.     

碱水驱组分输运过程有效性研究

建立了碱水驱组分孔隙输运数学模型,将模型中所需的物化参数描述为驱油剂浓度相关的函数,用“有效驱替带”量化和分析了吸附、驱油剂段塞尺寸、驱替速度、扩散弥散等因素对碱组分输运过程有效性的影响机理。在此基础上,进一步分析了大庆油田ＡＳＰ复合驱用碱剂ＮａＯＨ 在孔隙输运过程中的有效性和持久性,并对模拟软件进行了实验验证,它们具有很好的一致性。经过实验验证的模拟软件,不仅可代替部分实验室流动实验和辅助机理分析,而且可以为碱水驱和ＡＳＰ复合驱工程工艺方案设计和动态监测提供指导。     

具有分形特性的油藏渗流理论进展概述

近年来,由国外科学家在上世纪80年代创立的分形几何在诸多学科中已得到广泛应用.而今非线性分形理论逐渐被应用于油藏数值模拟中.国外科学家和油藏工程师最先在渗流力学中引入分形维数和分形指数来描述多孔介质及其孔缝的分形特征,打破了采用均质或拟均质假设处理方法近似反应裂缝型多孔介质性质的传统方法,进而产生了应用分形特性描述油藏的分形特征和非均质性的分形油藏理论.应用分形理论建立的油藏数值模型与经典模型相比,虽然分形油藏渗流模型较为复杂,但更能贴近自然、真实的油藏,能够更有效地反映实际油藏的复杂性.     

煤层气藏与常规天然气藏地质及开采特征比较

煤层气是一种与煤岩同生共体以甲烷为主要成分,主要以吸附状态赋存在沉积盆地煤层之中的可燃气体,也就是煤矿生产中有名的瓦斯气。煤层气藏作为一种非常规常气藏,从地质成因与特征,储集与开采特征以及储量评价多个方面,与常规气藏有着不同之处,因此对两种类型的气藏进行详细的比较与总结十分必要,同时也为煤层甲烷气开发与开采中的各项研究如煤层气藏工程,煤层气井试井,完井,煤层气藏模拟等奠定了基础。     

固定床反应器内化学反应渗流场的基本方程组

通过对固定床反应器内气体的化学反应过程、渗流流动过程、传热传质过程的分析与耦合，得到化学反应渗流场的基本方程组，详细推导了带有化学反应的渗流流动的能量方程，并对能量方程中各项进行说明，以氨的合成反应为例，写出了化学动力学各方程的具体形式。     

南海东部X区块录井气测烃组分解释评价方法

南海东部X区块Y构造恩平组发育大型富砂辫状河三角洲前缘砂体滑塌形成的湖底扇沉积,垂向上多期次叠置且叠合性较好。区块内流体性质复杂多样,普遍存在油层出气和气层出油现象,油层和气层在录井资料上表现特征相似,因此大幅度增加了该区块的流体相态识别难度,从而给录井综合解释带来了一定的困难。针对研究区流体性质复杂且利用常规气测异常倍数法、气体比率法、三维及地化录井资料无法准确识别油气层的难点,对气测烃组分解释方法进行优选,结果表明,Bar图法和星型图法可快速有效地识别该区块油气层。现场实际应用表明,基于气测烃组分特征差异的Bar图和星型图流体解释评价方法,可快速准确地解释评价X区块储层内复杂流体。利用该方法在随钻过程中的解释结论与测试求产结果相符合,符合率达到了87%以上,为油田后期储量的评估提供了可靠依据。