油页岩不同温度原位热解物性变化核磁共振分析

油页岩原位热解过程中产生的孔隙和裂缝的连通程度是制约转化后的油页岩油气能否原位可采的关键要素,而常规岩石物性测试手段无法全覆盖测定油页岩层内不同级别的孔隙及裂缝。利用核磁共振仅对岩石孔隙流体有响应可以识别刻画不同级别孔、缝的优势,根据核磁共振分析岩石物性的方法和相关参数模型,开展了模拟地下500 m原位加热到不同反应温度后的油页岩热解系列样品的核磁共振测试。结果表明,不同转化温度原位开采过程中,油页岩的孔隙度演变可以分为3个阶段,250~350℃时逐渐增大,350~400℃时略有减小,400℃之后大幅增大;渗透率在400℃之前变化不大,400~450℃渗透率提高了2个数量级,500℃时改善更为可观,提高了4个数量级。油页岩原位干馏开采需要400℃以上的高温,而实际地下开采大尺度的油页岩受热均一性较差,可能大部分区域温度达不到400℃,可以采取升到更高的温度并延长加热时间或加热前对油页岩层进行储层压裂改造,以改善油页岩层的物性,提高油页岩原位开采油气采收率。      

注采井数比对抚顺油页岩注高温氮气原位转化开采的影响

油页岩原位转化技术是油页岩工业的发展趋势,注高温氮气是一种对流加热油页岩地下原位转化开采技术,具有工艺简单、安全环保、加热效率高、经济效益好等优点。文中以抚顺油页岩为研究对象,运用数值模拟方法,研究了油页岩注高温氮气原位转化过程,并分析了常规油气田开采5种布井方式对应的注采井数比对开发效果的影响。结果表明：常规油气田开采中,以注采井数比1∶1为界,增大注采井数比有利于缩短生产时间,减小注采井数比有利于增大能量效率;注采井数比为1∶3或1∶2时,油气产量受到生产井处地层渗透率、孔隙度变化的影响,生产过程出现2个峰值;通过对比不同布井方式,注采井数比为1∶2的反七点井网法单位体积产油量最大,能量效率最大为56%,开采效果最优。该研究成果为油页岩注氮气原位开采的现场应用提供参考。     

流体加热方式原位开采油页岩新思路

油页岩原位开采技术是未来进行油页岩大规模商业化开发的必然趋势,其中,流体加热技术因加热速度快、可充分利用干馏气、技术相对成熟等优点而被广泛关注。针对目前国内外油页岩原位开采流体加热技术存在的一些问题,提出了一种流体加热新思路,即采用水平井分段压裂和过热蒸汽辅助重力驱组合技术开发埋藏较深(300~1 000 m)的油页岩资源,其主要原理是通过在水平井分段压裂形成的复杂网状裂缝中注入高温过热蒸汽加热油页岩储层,并逐渐将干酪根裂解转化为液态烃,产生的液态烃在重力作用下通过裂缝流入生产井,然后通过常规方法采出。以山东龙口黄县盆地油页岩为例,提出了新流体加热技术设计方案,对今后进行先导试验有着重要的参考价值。     

原位开采油页岩电加热技术现状及发展方向

随着中国油页岩工业的不断发展,对油页岩地面干馏工艺方面的研究已经取得了很大进展.但由于受实验设备和分析技术的限制,对油页岩地下干馏工艺的研究却很少,在当前的油页岩原位开采工艺中以电加热工艺较为成熟.因此,从油页岩原位开采电加热技术的原理出发,详细阐述了油页岩电加热工艺流程和关键技术(电加热器的选择和设计、加热井的设计、...     

油页岩原位开采数值模拟研究进展

油页岩是一种储量丰富的非常规能源,以电加热和流体加热为主的油页岩原位开采技术正逐渐成为该领域的研究重点。为了深入研究油页岩原位开采过程中涉及到的流体与地层间热传递、有机质热解化学反应、储层孔渗变化、油气渗流等多个物理化学过程之间的耦合,对原位开采过程进行系统数值模拟,有利于揭示原位开采机理、优化原位开采设计方案、评价原位开采经济效益。通过对油页岩原位开采数值模拟的国内外研究进展和研究现状进行了总结,分析了数值模拟研究的核心问题、面临的主要挑战、取得的进展以及当前亟需解决的瓶颈问题。研究结果表明:原位开采条件下的动力学参数对于开展准确的数值模拟研究至关重要,流体加热由于其过程复杂,现有模型有待完善。对于未来开展油页岩原位开采相关技术研究,尤其是数值模拟研究具有一定的指导和借鉴意义。     

大庆油页岩ICP原位开采集输系统建议

壳牌原位开采ICP技术是当前国际上最具前途的油页岩原位开采技术,如果该技术在大庆油页岩推广应用,需对ICP油页岩原位开采地面集输系统与大庆油田在用集输系统进行对比分析,对大庆油页岩ICP原位开采地面采出物集输系统配套技术提出可行性建议.分析认为,油田在用集输管线可以应用到油页岩原位开采地面集输系统中.     

利用原位电法加热技术开发油页岩的物理原理及数值分析

针对目前国内传统地面干馏油页岩技术的缺点,并结合油页岩自身特性,介绍了一种新的油页岩开发技术--原位电法加热开发技术(ICP).该技术可以解决传统油页岩开发技术在开发过程中高成本、高污染的难题.对油页岩高温热解失重及热破裂特征进行的分析结果表明:在350～500℃时,油页岩具有集中热解的特性,失重质量约占总质量的15%.高温热解后的油页岩会产生大量的孔隙、裂隙,从根本上提高了油页岩的渗透性,孔隙和裂隙的形成为应用ICP技术开采中油气的产出创造了条件.基于ICP开发技术的原理,建立了考虑化学反应热的能量守恒方程,并采用三维有限元法,对油页岩ICP原位电法加热开发过程进行了数值分析,获得了开发过程中温度场随时间的变化规律及地下油页岩热解范围,并计算了ICP技术在小规模开发过程中油气的产量.     

美国油页岩原位开采技术与启示

油页岩的开发利用越来越受到世界各国的重视。随着环保压力的增大,油页岩原位开采已成为未来油页岩商业化大规模开采的必然发展趋势。我国油页岩资源开发利用较早,但都是环境污染较大的地面开采方式。通过对比中美两国油页岩的地质特征和埋藏条件的不同,介绍美国土地管理局为油页岩原位开采技术的商业化推广而在美国绿河组的RDD项目投标情况和各大石油公司在该地区现场先导试验的最新进展,以及对壳牌ICP技术、雪佛龙CRUSH技术、美国页岩油公司CCR技术和埃克森美孚Electrofrac技术的对比,为我国油页岩原位开采技术的研发拓展思路,也为我国进入油页岩等非常规油气资源的大规模开采阶段提供重要的借鉴意义。     

影响经济极限油汽比因素分析

方法：利用数模手段模拟预测某稠油油藏注蒸汽开采的生产动态,并借助经济评价软件分析该油藏开采效果,目的：研究原油售价,原油采收率及采油速度等因素对油藏注蒸汽热采极限油汽比的影响,结果：随着原油售价,原油采收率,采油速度的提高。经济极限油汽比降低,结论：原油售价,原油采收率及采油速度等是影响经济限油汽比的主要因素,只有确定出适合本油田的热采经济极限油汽比,才能取得较好的稠油开采经济效果。     

特、超稠油油藏三元复合吞吐工艺参数优化研究

为改善南阳盆地特超稠油油藏蒸汽吞吐开采效果,通过室内驱油实验研究CO_2与油溶性降粘剂辅助蒸汽吞吐对原油采收率的影响。结果表明:CO_2与油溶性降粘剂辅助蒸汽吞吐采收率(77.8%)显著高于常规蒸汽吞吐采收率(40.8%);利用特超稠油三元复合吞吐技术能够在降低注汽压力的同时,扩大蒸汽波及范围即降粘区域,从而提高原油采收率。     

原位转化页岩油资源潜力评价方法及其应用

地下原位转化页岩油的资源潜力巨大,是中国油气的战略接替资源。依据生烃理论和化学动力学原理,提出了原位转化页岩油的资源潜力评价模型,推导了页岩原位转化后有机质孔隙度的估算模型。经过关键参数研究,结合实验分析,获得鄂尔多斯盆地评价区延长组7油层组(长7油层组)页岩原位转化后的剩余生烃潜力为79.92~197.78 mg/g,平均为134.67 mg/g;转化产出物的油气比为7∶3。结果揭示:①长7油层组页岩的原位转化页岩油核心区面积为16 932 km²,转化页岩油的总资源当量为494.0×10⁸t,其中,液态烃为345.8×10⁸t,气态烃为148.2×10⁸t(油当量),可采总量按65 % 的经验可采系数换算后为321.1×10⁸t;②核心区平均新增有机质孔隙度为5.9 % ,最大可达17.9 % ;③甜点区主要分布在鄂尔多斯盆地正宁地区以东、环县地区以东和庆城地区附近。研究方法可为原位转化页岩油资源潜力评价与长7油层组页岩油的现场先导试验提供参考。     

Pyrolysis characteristics of a North Korean oil shale

Pyrolysis characteristics of a North Korean oil shale and its pyrolysates were investigated in this paper. The pyrolysis experiments were conducted below 600 °C at a heating rate of 10, 15, 20 and 25 °C/min, respectively. The kinetics data were calculated using both integral and differential methods with the assumption of first order kinetics. The results show that the averaged oil content of the North Korean oil shale is about 12.1 wt% and its heat value is 13,400 kJ/kg. The oil yields at different retorting temperatures show that the higher the retorting temperature the greater the oil and retorting gas yields. The optimal retorting temperature for the North Korean oil shale is about 500 oC. The properties of the North Korean shale oil including density, viscosity, flash point and freezing point are found to be relatively low compared with those of shale oil from FuShun, China. The gasoline fraction, diesel fraction and heavy oil fraction account for 11.5 wt%, 41.5 wt% and 47 wt%, respectively. The major pyrolysis gases are CH4(the most abundant), H2, CO2, H2 S, CO, and C2-C5 hydrocarbons. The heat value of retorting gas is more than 900 kJ/mol, and the retorting gas has high sulfur content.     

利用微波加热开采地下油页岩的技术

对目前国内外油页岩原位开采技术研究进行的分析表明,油页岩具有导热性差的特点。为了解决传统的热传导开采方法效率低、成本高的问题,提出了一种微波加热开采油页岩的新型技术。利用微波加热方式,电磁能直接作用于介质分子而转换成热能,其透射性能使物料内外介质同时受热,不需要热传导。在方案实施过程中,在油页岩层中钻羽状井并填入吸波介质,可大大改善油页岩的吸波能力,可以以较快的速度使页岩油的升温,并逐渐地将干酪根裂解转化为页岩油气。页岩油气会通过加热产生的裂缝运移到生产井,并被抽排到地面。     

页岩油气赋存特征及相态理论应用基础研究进展

刘月亮博士一直致力于致密油气藏流体相态模拟技术研发及基础理论和分子尺度页岩油气吸附解吸机理的基础研究。在微纳米尺度油气相变特征、超临界CO₂页岩油气高效开发技术以及多尺度空间页岩油气吸附解吸规律方面开展了全面系统的研究工作。克服传统相平衡测试弊端,研发了油藏流体相平衡的原位测试技术,由体相大空间相特征测试突破为页岩多尺度空间内流体原位相变的精细表征技术,发展了考虑油藏复杂空间特征、流体超临界特性、储集空间与流体复杂相互作用的多相多组分相平衡计算数学模型,大幅度提高了苛刻油藏条件流体相变参数计算的准确性,为形成非常规油气采收率技术提供了理论指导。     

窑街油页岩热解特性及产物分析

采用铝甑低温干馏和TG-DTG、FT-IR、GC、GC-MS等分析手段研究了窑街油页岩（YJOS）的热解特性及其热解产物页岩油、半焦和干馏气的组成。结果表明,YJOS的最佳热解温度约为510℃,油页岩中的无机质组分一方面对有机质的热解起着催化剂的作用,降低了热解初始温度,同时也因为其与有机质的紧密结合阻碍了热解产物的顺利逸出;半焦中的脂肪烃几乎完全消失,有机质的缩合度和芳香度增加;干馏气的主要可燃成分是H2和CH4,其次是C2H6、CO和C2H4,干馏气的平均相对分子质量约为20.4,平均比热容约为51.9 J/(mol?℃),平均热值约为40.13MJ/ Nm3;页岩油的密度为0.938g/mL,其中饱和烃和芳烃的质量分数分别为35.91%和26.51%,同时还含有较多的含氧、氮、硫等杂原子的有机化合物。     

微波干馏方法是开发页岩油的有效手段

目前在国内外的油页岩开发技术中,利用微波对油页岩进行干馏的方法逐渐受到了重视,微波干馏法已应用于油页岩原位开采技术当中。为考察微波干馏与常规干馏这两种方法对页岩油产品品质的影响,以我国桦甸、抚顺、农安、达连河4个地区的油页岩为研究对象,通过元素分析、模拟蒸馏、催化加氢等手段,对比分析了上述两种干馏方式的加工效果。结果发现：微波干馏法所得产物中油含量略低,而气体损失量相对略高,水及半焦产量也低于常规干馏法;但微波干馏页岩油比常规干馏页岩油烃类含量更高,而硫、氮含量低,同时轻组分含量更高,加氢效果也较理想。结论认为：微波干馏法加工的油页岩产品性质较优,该方法是油页岩开发的有效手段。