页岩油藏表观液体渗透率的分形表征方法

表观液体渗透率是研究页岩油藏有效渗流能力的重要参数,明确负滑移长度对表观液体渗透率的影响对认识页岩油藏渗流能力具有重要意义。在多孔介质分形理论的基础上,建立页岩油藏表观液体渗透率模型。新建立的页岩油藏表观液体渗透率模型可综合反映储层孔隙结构、孔隙度、迂曲度和孔隙半径及负滑移长度的影响。理论分析结果表明：负滑移长度越大,流体在微纳米管中的平均渗流速度越小;孔隙半径越大,负滑移长度对渗流速度的影响越小。表观液体渗透率与达西渗透率之比随负滑移长度的增加而减小;表观液体渗透率随孔隙分形维数的增加而增大,随迂曲度的增大而减小。表观液体渗透率模型的预测结果表明,滑移效应引起的渗透率损失为8.6%。     

页岩油藏微尺度流动特征及应力敏感性分析

页岩油藏岩石孔隙结构复杂,纳米孔发育,有机质丰度高,导致页岩油储层中流体渗流规律不符合经典达西定律,且页岩油在无机和有机纳米孔中的传输机理尚不明确.文中结合润湿特性,考虑边界层、液体吸附、界面滑移、应力敏感以及强流体-壁面作用力导致的原油物性变化,建立了纳米尺度流体传输模型,研究了不同烷烃分子在纳米孔中的传输机理.结果表明:多因素耦合的页岩油微尺度传输模型可以合理描述页岩油传输特征;微尺度效应对长链烷烃分子影响更加明显,在计算纳米孔发育的页岩储层渗透率时需考虑不同烷烃分子的影响;界面滑移及物性变化是导致微尺度现象的主要机理;页岩油应力敏感效应不同于常规尺度,不仅与力学属性、有效应力等因素有关,微尺度效应也产生直接影响.所建模型可应用于页岩储层渗透率预测,能为页岩油藏生产动态分析、产能预测和生产制度制定提供理论支撑.     

页岩油藏多重孔隙介质耦合流动数值模拟

页岩孔隙类型多样，微纳米尺度孔隙发育，借助分段压裂水平井技术能够实商业化开采。原油分子与孔隙壁面作用较甲烷分子更加复杂，目前页岩油在无机和有机纳米孔中的运移机制尚不清楚。准确模拟页岩油微观运移机制和多重孔隙介质间耦合流动对页岩油藏产能评价和生产预测具有重要意义。结合润湿特性，考虑液体吸附、速度滑移及物性变化等机制，引入复杂结构参数（迂曲度、孔隙度和有机孔含量），建立了微纳米多孔介质液体表观渗透率模型，研究了不同运移机制对微纳米多孔介质表观渗透率影响。在此基础上，建立了基质-天然裂缝-人工裂缝耦合的页岩油藏分段压裂水平井数学模型，利用有限元方法求解，进行产能影响因素分析。结果表明，孔隙半径小于10 nm时，微纳米孔隙速度滑移影响明显，而孔隙半径大于100 nm时，微观运移机制作用可以忽略；有机孔隙含量越小、裂缝条数越多则分段压裂水平井产能越大；最优的缝网模式为缝网无间距且不重叠。本研究的重点是丰富微纳米孔隙内油气运移理论，为页岩油藏开发模拟研究提供理论方法。     

纳米尺度下页岩储层气体渗流动态特征

页岩储层孔隙结构复杂,孔隙直径小,纳米级孔隙普遍发育,大量的页岩气是以吸附态储存在页岩中。页岩气开采时,由于地层压力的下降和吸附气解吸会引起孔隙结构改变,从而使页岩渗流特征产生动态变化,渗透率的大小也随之改变。利用Beskok-Karniandakis模型和Polanyi吸附理论并结合毛细管理论模型,建立了考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率计算模型。利用该模型进行计算并分析了应力敏感和吸附对页岩表观渗透率的影响,计算得出：①应力敏感效应会明显降低页岩的表观渗透率。②当孔隙半径小于2 nm时,在开发初期压力较高(大于10 MPa)时,孔径越小,吸附气对表观渗透率影响程度越大; 在开发后期压力较低(小于6 MPa)时,孔径越小,滑脱效应和自由分子流动效应对表观渗透率增加程度越大。③当孔隙半径小于4 nm时,吸附对表观渗透率的影响占主导地位,当孔隙半径大于4 nm时,应力敏感对表观渗透率的影响占主导地位。     

考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率模型

页岩气流动存在明显的多尺度效应,而应力敏感和吸附现象的存在使得页岩气的渗流机理更为复杂。 基于 Beskok-Karniandakis 模型,推导了考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率计算模型。利用该模型进行计算并分析了应力敏感和吸附对页岩表观渗透率的影响。 当页岩孔隙半径大于 5 nm 时,应力敏感对表观渗透率的影响占主要地位,应力敏感和吸附综合作用下的页岩表观渗透率随压力降低呈先降后升的趋势;当孔隙半径小于 5 nm 时,应力敏感导致的渗透率损失要小于气体解吸和滑脱引起的渗透率增大,页岩表观渗透率随压力降低而增大。     

页岩油流动的储层条件和机理

页岩油藏经过分段压裂水平井的储层改造，其高效开发和持续稳产与基质中页岩油的动用情况密切相关。虽然赋存原油的泥页岩储集孔隙尺寸小、渗透率极低，但如果砂岩-页岩互层的纹层结构发育，页岩油仍有望达到商业化开采所需的可动用储层条件。目前烃类流体在纹层状泥页岩储层中流动机理尚不明确，普遍应用于常规油藏级数值模拟的双重介质模型和等效介质模型无法反映烃类流体在纹层状页岩油储层中流动的微观复杂特征，所得的宏观渗流模拟结果是不可靠的。根据陆相页岩储层的特征，建立了宏观页岩油藏的储层概念模型，分析了纹层状页岩储层的流体流动机理；考虑纹层物性、流体粘度和裂缝间距等影响因素，模拟了弹性开采过程中页岩储层条件和裂缝分布对页岩油可动性的作用规律，验证了页岩油藏弹性开采过程中窜流机制的存在和砂岩纹层渗透率的重要性，证明了天然裂缝和压裂缝加强纹层间流体传递的重要作用。     

基于分形理论的页岩基质表观渗透率研究

为了表征页岩基质表观渗透率,研究其动态变化规律,基于迂曲毛细管束分形理论及气体微观渗流机理,分别建立考虑吸附、滑脱、扩散及渗流的无机质和有机质表观渗透率模型,并通过面积系数加权得到页岩基质表观渗透率模型。结合实验数据及已有模型验证了新建模型的可靠性,定量分析了页岩基质微观孔隙结构(孔径、孔隙度、分形维数),外界环境(压力、含水饱和度、有效直径修正因子)及气体性质对页岩基质表观渗透率的影响。研究结果表明:随着储层压力的降低,无机质孔隙水膜厚度增大,有效直径减小,迂曲度分形维数增大,孔隙分形维数减小,气体滑脱效应增强,但仍以吸附影响为主,无机质表观渗透率总体呈下降趋势;有机质孔隙吸附气解吸使有效直径修正因子逐渐增大,迂曲度分形维数减小,孔隙分形维数增大,滑脱效应及努森扩散在低压小孔中增强,有机质表观渗透率总体呈上升趋势;有机质与无机质表观物性参数随压力、吸附层变化规律不同,渗透率差值较大,因此在页岩基质表观渗透率研究时应予以区分计算,避免其差异性所带来的误差。     

页岩纳米级孔隙气体流动特征

页岩气在孔隙中的流动规律是评价页岩气产能的基础,而气体流动规律与页岩的孔隙大小密切相关。通过液氮等温吸附对昭通地区龙马溪组以及五峰组页岩的孔隙进行研究发现,该地区页岩孔隙大小主要分布在4~6 nm。利用Kn数和Beskok-Karniandakis方程计算了页岩的表观渗透率,分析了压力、温度以及吸附作用对气体流动规律的影响:在直径小于10 nm的孔隙中,气体表观渗透率与达西渗透率的比值高达30,气体的吸附会缩小页岩的孔径,吸附层的存在会使得孔径小于10 nm的孔隙表观渗透率与达西渗透率的比值增大。温度与压力都会影响Kn数,从而影响气体的表观渗透率和页岩吸附层厚度。在不考虑吸附层的影响下,压力升高,页岩表观渗透率下降,温度升高,表观渗透率稍有变化,变化不明显;考虑吸附层影响下,页岩表观渗透率与达西渗透率之比与不考虑吸附时表观渗透率与达西渗透率之比随压力降低或温度上升呈下降趋势。     

页岩储层气体流动能力实验研究

针对采用常规渗透率无法有效表征页岩储层流动能力的现状,运用自主研发的页岩气稳态流动和衰竭开发物理模拟实验装置,测试了压力为0. 0～30. 0 MPa的气体流动能力,结合孔隙分布和应力敏感测试,建立了页岩储层基质气体流动能力的表征方法。研究表明:页岩储层中气体流态以滑脱流为主,明确了滑脱因子、吸附以及应力敏感对流动能力的影响,建立了氦气渗透率、氮气渗透率与甲烷渗透率三者之间的转换关系;建立了考虑滑脱、吸附和应力敏感的表观渗透率模型,能表征页岩气在基质中的流动能力。建立的表观渗透率模型更接近原始储层气体的真实流动状态,能反应页岩气开发过程中储层的实际渗流能力,从而为页岩产气规律评价和生产动态预测提供科学依据。     

页岩气吸附解吸效应对基质物性影响特征

为了研究页岩气降压开采过程中吸附气解吸作用对基质表观物性(如有效孔隙半径、有效孔隙度、表观渗透率)及气体流动机制的影响,推导了吸附解吸作用下页岩基质孔隙有效半径和表观渗透率动态模型,建立了考虑吸附解吸影响基质表观物性和气体传输机制的页岩气渗流数学模型。采用有限体积法对模型进行求解,利用实验及矿场数据验证了模型的可靠性,最后应用该模型研究了页岩气开采过程中基质物性参数、气体流动机制变化特征以及吸附效应对页岩气开发的影响规律。研究结果表明,页岩气开采过程中基质孔隙有效半径、有效孔隙度和表观渗透率逐渐变大,体积压裂改造区域流动机制由滑脱流转变为过渡流;忽略吸附层影响将导致地质储量和产气量严重高估;随着吸附层厚度增加,累计产气量变化不大,但采收率逐渐降低。     

从石油峰值论到石油枯竭论

对石油产量的变化和峰值的预测是有前提的,预测者或者是面对简单的油田,且其储量和开发方式无大变化,或者是限定储产量的变化速度和最大可探明储量等。对基本符合这些限定的"封闭系统",预测的成果可大致符合实际情况。而对不断开拓新区新领域、发现新油田和不断革新采油工艺提高采收率的"开放系统",预测结果多会有很大(甚至定性)的误导作用。此外,还须考虑到石油生产受社会因素的影响甚大。峰值论的鼻祖Hubbert 1956年预测美国1969-1971年石油产量达到峰值时恰逢油田及开发方式变化不大的简单情况,他言中了。而其他对世界石油峰值的预测都把复杂情况简单化,看不到石油在发展中实施着战术和战略接替,因而失败了。虽然近20年来世界石油的储产量一直为上升趋势,但石油峰值论和枯竭论等言论在媒体炒作下却流传甚广,导致公众对石油供应安全甚为恐慌,成了高油价的幕后推手之一。     

中间基油掺炼环烷基油生产橡胶填充油

目的解决橡胶填充油生产原料单一的问题。 方法采用加氢处理催化剂A和B、异构脱蜡催化剂C、补充精制催化剂D对中间基和环烷基的混合油进行全氢法加氢试验。 结果在温度为382 ℃、315 ℃、240 ℃、空速为0.4 h-1、1.0 h-1、0.6 h-1、 氢油比为1 000∶1、800∶1、800∶1的条件下,经过加氢处理-异构脱蜡-补充精制-实沸点蒸馏过程后,380~400 ℃馏分段100 ℃黏度为6.208 mm²/s ,CA值为0,CN值为56.1%,满足HG/T 5085-2016《橡胶增塑剂 环烷基矿物油》中橡胶油N4006的标准;400~440 ℃馏分段100 ℃黏度为9.565 mm²/s,CA值为0,CN值54.7%,满足HG/T 5085-2016中橡胶油N4010的标准;>440 ℃馏分段100 ℃黏度为15.94 mm²/s ,CA值为0,CN值51.5%,满足HG/T 5085-2016中橡胶油N4016的标准。 结论验证了中间基油掺炼环烷基油生产橡胶填充油的可行性。      

高油价下石油公司投资策略

国际大石油石化公司的投资目标是在全球范围内重新配置上下游资源。我国石油石化企业应制定科学适宜的应对高油价的投资策略,在高油价时代积极推进业务结构与资本结构的优化。     

浅谈辽河油区稠油集输工艺技术

辽河油区稠油物性比较复杂,不能采用一种工艺进行油气集输,通过长期的室内研究和大量的生产实践,现在已形成一整套具有辽河特色的单管热输、稠油掺稀油(水)和三管伴热等稠油集输工艺技术,并成功地应用于油田生产中.     

Crude oil from the Guneshli deep-water oil field

The results of studying crude oil from the Guneshli deep-water oil field are reported. The oil is light, low-sulfur, low-resin, waxy crude. The naphtha cut is characterized by a low octane number. Brand KO-20 clarified kerosene and brand TS-1 jet fuel can be obtained from the light kerosene cuts, while local-grade diesel can be obtained from the diesel cuts. The potential content of base oils with a viscosity index of 72–85 in the crude is 31.4 wt. %. The crude can be refined with the fuel-oil scheme.     

采用低频脉冲法提高低渗透油田产量

三次采油后期，油田含水逐年升高，新开发的油田多数为低渗透或特低渗透油田，储层物性差，储量丰度低，为了提高新开发油田的油井产油效果，采用成本投入少的低频脉冲采油技术进行增油，该方法采用不同频率的低频声波(20Hz～60Hz)处理油层，引起油层及其中所含饱和流体的物理和化学性质发生一定程度的变化，从而改善油层内流体的渗流状况，达到增加油井产油量、提高油层原油采收率的目的。     

有关稠油油藏驱油效率的讨论

利用油藏工程基本知识和基本方法，对稠油油藏水驱和蒸汽驱的两组驱油效率室内实验结果进行了分析。结果认为：第一组实验结果违背了油藏工程基本事实；第二组实验结果符合油藏工程基本事实。     

陆梁油田油藏地球化学研究

包裹体均一温度和包裹体中油气组分是目前研究油气藏成藏时间和油气源的重要内容。根据原油的地球化学特征、油气包裹体和原油中含氮化合物的综合分析。确定了陆梁油田原油的油源、成藏时间、油气注入及运移方向。