轻质烃组分的低温密闭抽提技术及其在页岩油资源评价中的应用

岩石中小分子烃类的抽提、浓缩技术难点在于小分子烃类极易挥发,需要改进有机试剂,并在低温封闭的体系中进行萃取和浓缩。改进了传统的索式抽提和常规试剂抽提技术,完善了以一氟三氯甲烷作为萃取剂的岩石低温蒸馏、浓缩抽提及色谱分离的实验技术,其收获的C7+轻质烃组分已达到了相关的实验技术标准。依托此技术建立了东营凹陷沙三段、沙四段暗色泥岩氯仿沥青"A"的轻烃恢复系数随深度的演化关系,完成了工区页岩油滞留烃的定量评价。低沸点的低温密闭抽提技术,不仅有助于提高岩石中小分子烃类的获取率,而且可以在非常规页岩油气以及高演化阶段油气勘探领域中发挥积极的作用。     

三塘湖盆地页岩油资源评价关键参数的校正

热解参数S1是表征泥页岩中游离烃含量的关键参数,其准确性直接影响页岩油资源潜力评价结果的可信度,受实验分析技术的影响,测得的S1需要进行轻、重烃损失校正。通过对三塘湖盆地芦草沟组来源原油进行热解分析,初步证明热解参数S1中的重烃进入了S2中,进一步通过对抽提前、后热解实验参数的对比,确定了重烃校正系数为1.2。通过对比成熟度及类型均一致的松辽盆地青山口组一段泥岩的校正系数变化曲线,确定芦草沟组泥岩S1的轻烃校正系数为0.8。综合实验值及轻、重烃校正系数,确定芦草沟组泥页岩热解参数S1校正后是3S1。     

页岩岩心样品烃类散失特征与地质意义

游离烃含量是页岩油资源评价中最关键参数之一,但由于烃类散失的影响,实验测得的游离烃含量往往与真实含量差异较大,从而导致含油性评价结果“失真”。为研究含油泥页岩烃类散失过程,获取烃类散失量及校正系数,本文利用成熟度相近、不同岩相的新鲜含油岩心样品,对不同放置时间后样品的烃类残留量及残留组分开展实验并进行综合分析。研究认为,页岩样品烃类散失分早期快速散失和后期缓慢散失2个过程,挥发组分主要为C₁₃—C₁₅以前的低碳数烃类,中质—重质组分受影响较小;储集物性条件及原始含油量共同控制了烃类散失量及散失过程。原始含油量越高、储集物性越好的泥页岩样品烃类散失量越大,因此,在评价储集物性好的高含油的页岩油“甜点”段时,更需要注意原始烃含量的恢复。     

中国典型盆地陆相页岩油组分评价及意义

页岩油组分是揭示页岩油富集机制的基础,也是研究页岩孔隙内油-水-岩相互作用必不可少的参数。选择松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组一段纯页岩型页岩油、渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组四段纯上次亚段过渡型页岩油和鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段纯页岩型页岩油作为研究对象,利用保压取心、常规取心、页岩层段产出油及高压釜热模拟产物,开展全烃色谱、热解气相色谱等实验,进行不同成熟度和不同类型页岩油组分系统评价。总结获取页岩油组分的方法,对比不同方法评价结果,讨论页岩残留烃组分的控制因素,提出页岩油组分评价方案。明确了产出油组分、热释烃组分、抽提物组分和热模拟产物组分间的差异以及上述评价方法的局限,解释了高有机碳丰度层段高含油率原因,高有机碳丰度层段代表高含油率,但不一定代表页岩油可动比例高。页岩热演化程度直接控制页岩油组分,有机质丰度和孔隙结构对页岩残留烃组分有一定影响。在页岩含油率评价、流体赋存特征以及页岩油富集机制研究时需考虑烃类散失,尤其是中-高成熟页岩。不同成熟度页岩油的组分评价为揭示页岩纳米孔内流体赋存特征提供新的方法。     

鄂尔多斯盆地长73亚段页岩油可动烃资源量评价方法

鄂尔多斯盆地长73亚段发育一套富有机质泥页岩夹薄层粉—细砂岩的细粒沉积,具有整体生烃、普遍含油的特征.明确不同类型细粒沉积的含烃量、赋存状态、烃类组分等,对于该类型页岩油资源潜力分析和甜点优选具有重要意义.基于CY1井长73亚段岩心系统测试分析,运用多粒级多极性分步抽提方法,对黑色页岩、暗色泥岩、粉砂岩、细砂岩等4种细...     

湖相页岩不同赋存状态的可溶有机质定量表征

湖相页岩中可溶有机质可分为游离态、吸附态以及互溶态。不同赋存状态可溶有机质定量研究对油气资源评价、页岩油可动性、烃源岩生烃机理及油气赋存机理研究等具有重要意义。通过不同极性溶剂的组合,对中国东部2种不同岩相的湖相页岩进行了逐次分级抽提,获取了游离态、干酪根吸附-互溶态以及矿物表面吸附态等3种不同赋存状态的可溶有机质含量,并对不同赋存状态的可溶有机质进行地球化学组分分析。分析结果显示,湖相页岩中干酪根吸附-互溶态可溶有机质占有较大比例,其次为游离态有机质。游离态可溶有机质主要以轻质组分为主,压裂有利于轻质组分的析出。干酪根吸附-互溶态可溶有机质主要以中-重质组分为主,同时含有部分轻质组分。岩石矿物表面吸附的可溶有机质主要以含氧杂原子化合物为主。相比纹层不发育的块状页岩,纹层状页岩中游离态可溶有机质占有比例更高,更有利于页岩油的开发。     

页岩油的资源潜力及流动性评价方法——以西加拿大盆地上泥盆统Duvernay页岩为例

页岩油储层集生储盖为一体，具双孔结构，以纳米孔隙为主，储层中油气的流动性是资源商业成功开发的关键地质因素之一。基于常规储层体积法的页岩油资源评价方法受制于单一基质孔隙结构模型，无法依油气在储层中的赋存状态分类评价，不能为资源开发决策提供与油气流动性相关的信息。页岩油的赋存状态主要受烃源岩成熟度和类型控制。Rock-Eval热解数据含大量与烃源岩类型和成熟度相关信息，结合已知页岩油田的生产数据，我们提出根据页岩油赋存状态的分类评价，并在此基础上将油气资源划分为不可动（吸附），受限和可动三种资源类型，以此定量描述页岩油气资源的流动性。文章以加拿大西部盆地上泥盆统Duvernay页岩油田的生产和储层资料为基础，建立资源评价所需页岩油藏参数与热解参数之间的经验模型，采用石油地层体积因子恢复热解样品取样过程中的轻烃损失，并以8-32-46-9W5井Duvernay页岩油气资源单井评价为例，介绍方法的基本原理及其应用。以该井为中心的区块单元内资源量评价结果经10%的采收率折扣后，与邻区按实际生产数据用产量递减方法计算出的结果一致。说明本文提出的基于热解数据和生烃动力学模型的页岩油资源评价方法可行。     

鄂尔多斯盆地延长组湖相页岩油赋存状态评价与定量表征

鄂尔多斯盆地长7段源内夹层型页岩油已取得勘探突破并实现规模效益开发,但泥页岩层系是否具有勘探潜力,页理型页岩油的烃类赋存状态与表征方法仍然不够明确.通过对比页岩层产出的页岩油与滞留烃性质发现,鄂尔多斯盆地延长组长7页岩层产出的页岩油具有中轻质烃类组分(nC25-)显著优势、沥青质组分很低的特征,属于轻质油,而滞留烃中大...     

页岩含油量热解分析关键技术

快速定量表征页岩游离油、束缚油含量是页岩含油性及页岩油可动性评价的重要基础需求,但目前的相关实验测试技术仍存在许多瓶颈：(1)样品在前处理过程中无法避免轻质油的散失,导致游离油含量测试结果严重偏低;(2)由于页岩中游离油与束缚油没有明确的物理化学边界,并且存在一定的动态转化,因此难以界定并准确定量表征。针对上述问题,对热解分析测试中页岩岩心样品保存、前处理以及页岩热解分析条件3项关键技术进行实验研究和应用论证,并形成一套页岩含油量热解分析方法。该方法建立了出筒岩心样品采集与低温保存流程,研制了密闭冷冻样品前处理制备技术,有效地避免了轻质油的损失;通过优化热解升温程序,实现了页岩油与束缚油的科学定量表征。目前该方法已在多个油田得到应用、验证和推广。     

中国页岩油资源评价方法与资源潜力探讨

鉴于我国页岩油在类型划分、评价方法、评价参数标准和资源潜力预测等方面存在较大分歧的现状,将页岩油划分为夹层页岩油、纯页岩油和原位转化页岩油三大类。根据这三大类页岩油明显不同的赋存与形成特征,分别建立了相应的容积法、基于热解烃S₁含量体积法、基于氢指数变化的生烃量法资源量计算方法模型,并确定各种方法模型的关键参数及参数下限标准,最后按照统一的参数标准评价了我国主要盆地页岩层系的三大类页岩油资源量。我国纯页岩油、夹层页岩油、原位转化页岩油地质资源量分别为145.4×10⁸, 95.1×10⁸,708.2×10⁸ t, 可采资源量分别为9.4×10⁸,7.1×10⁸,460.3×10⁸ t。评价结果表明,我国页岩油资源丰富,是推动国内原油增产稳产的重要接替领域。     

不同赋存状态页岩油定量表征技术与应用研究

页岩中滞留油存在着多种赋存形式,其中只有游离油才是天然弹性能量开采方式下页岩油产能的有效贡献者。但是,如何对页岩中游离油与吸附油含量进行定量表征以及如何明确它们与周缘介质的相互关系,目前并没有现成的研究方法。该文通过对现有Rock-Eval热解和热解色谱方法进行改进,结合样品溶剂抽提前后热解对比实验和不同类型样品的综合分析,建立了不同赋存状态页岩油热释法定量表征方法。利用新建立的方法对济阳坳陷页岩油专探井岩心样品进行了实验分析,发现页岩吸附油含量与有机质丰度成正比,而干酪根吸附-互溶能力随热成熟度增加而降低;同时,页岩体系内游离油/吸附油比值与有机碳含量存在负相关关系,表明干酪根不是液态游离烃赋存的主要场所。因此,建立的方法可以作为页岩油赋存机理研究和页岩含油性快速评价的实用手段。     

页岩油气储层压裂返排液中卤代烃的吹扫捕集-气相色谱/质谱法检测

在页岩油气开采中,化学示踪技术可以有效应用于评价储层压裂改造效果。化学示踪剂技术推广应用的先决条件在于其相应的分析检测方法。通过研究筛选出了21种化学性质稳定、地层背景值低的卤代烃作为示踪剂,建立了基于吹扫捕集气相色谱-质谱联用（GC-MS）的高灵敏度检测方法。对吹扫捕集、气相色谱-质谱条件进行了优化并获得了最佳条件。结果表明：方法的检出限为0.027~0.162 μg/L,基体加标回收率在74.16%~121.9%之间,精密度（相对标准偏差RSD,n=7）小于12.79%。该方法简单、快捷,适用于页岩油气储层压裂液中所述卤代烃示踪剂的检测。     

页岩油探井现场地质评价实验流程与技术进展

页岩油勘探钻完井过程中需要及时对页岩含油性及页岩油的可动性进行快速评价,而已有的现场评价技术主要适用于常规砂岩储层,难于满足页岩非均质性描述的需求,迫切需要建立针对性的实验技术序列。根据页岩油探井现场快速地质评价客观需求,结合实验仪器的客观技术指标,提出了现场实验项目、取样保存和实验技术流程,并开展了现场技术方法实验和应用研究,研制磁流体变密度岩石总体积测试装置,解决了易松散形变页岩难于取柱塞样而无法及时获取物性参数的难题,建立了无固定形状页岩物性分析技术;采用液氮冷冻密闭粉碎制样技术避免轻烃损失,岩石热解分析数据更为真实;优化现场测试项目之间以及现场和实验室分析项目之间的衔接,实验支撑更为高效。新技术在江汉盆地潜江组、济阳坳陷沙河街组和鄂尔多斯盆地延长组七段应用效果显著,为陆相页岩油勘探快速地质评价提供了科学依据。同时也需要指出,中国目前页岩油勘探现场实验技术还不完善,还没有相应的规范标准,下一步攻关方向应该是,在完善现场实验技术和应用技术的基础上,形成规范的方法技术体系,搭建页岩油勘探快速地质评价技术平台。     

湖相页岩液态烃对页岩吸附气实验的影响——以鄂尔多斯盆地延长组页岩为例

通过全岩和黏土矿物X-衍射、索氏抽提、离子抛光、扫描电镜、低温氮气吸附、等温吸附等实验分析,研究了鄂尔多斯盆地延长组湖相页岩储层中的液态烃对吸附气含量的影响。结果表明,延长组湖相页岩储层正处于中成岩阶段A期;有机质演化程度相对较低,不足以形成大量的有机质孔隙,却足以形成大量的液态烃,液态烃占据了页岩中直径约4 nm左右的孔隙。由于氮气不溶于液态烃,而甲烷易溶解于液态烃,使得抽提前后样品低温氮气吸附实验得到的比表面积和吸附量变化大,但抽提前后样品等温吸附实验测得的甲烷"吸附"量变化不大,这表明等温吸附实验中有一部分甲烷以溶解态赋存于页岩样品中。因此在用等温吸附实验研究低成熟度页岩吸附气含量的过程中,必须注意液态烃的影响。     

页岩油气地质评价方法和流程

我国页岩油气勘探开发刚刚起步,为了有效而快速地评价页岩油气的潜力,基于国内外10多个页岩油气项目评价的工作实践,综合出了一套适合我国条件的页岩油气地质评价流程和方法,并通过实例说明其应用过程及效果。所提出的页岩油气地质评价流程包括页岩区域评价、页岩评价和页岩油气储量评估。其中页岩区域评价包括建立地层格架、区域构造演化及古地理演化研究、地理地貌分析,目的是确定盆地内是否存在形成富含有机质页岩的古地理环境,评价中强调含有机质页岩沉积环境稳定分布及构造变化稳定性的确定;页岩评价的目的是确定页岩油气发育的有利区,评价中重点要确定"五度",即页岩深度、页岩储层厚度、页岩中有机质丰度、页岩中有机质成熟度、页岩的脆性度等指标,这是快速评价页岩油气有利区的关键;页岩油气储量评估的目的是确定形成页岩油气的核心区或"甜点"区,该评估反映了页岩油气藏连续分布的特点。结论认为,所建立的页岩油气地质评价流程和方法便捷有效,为页岩油气快速评价提供了一种方法。