添加剂对CO2水合物生成的影响

以水合物的方式分离/储存CO₂气体是一项具有挑战性的新技术。为了提高水合物的生成速率和储气密度，在小型可视化的水合物反应装置上实验研究了不同种类的添加剂对CO₂水合物生成特性的影响。结果表明，实验用有机硅系列添加剂可以有效降低气-水界面的表面张力，提高水合物的生成速率。CO₂水合物的生成量随着添加剂浓度的增大而增大，但当浓度高于0.1%以后，其生成量增长非常缓慢。单组分添加剂Silwet L-77效果最好，而单组分添加剂THF对CO₂水合物的生成没有任何改善，但将浓度为4%的THF和1%的Silwet L-77混合后却对水合物的生成起到了显著的改善效果，12 h内的气体压降可达到0.27 MPa，是纯水体系的10倍之多，照片显示有大量的水合物生成。研究结果对寻找适合于CO₂水合物快速生成的添加剂，为其应用于高效分离储存CO₂气体技术等方面提供了指导。     

基于物质的量平衡的气藏CO2埋存潜力评估方法

枯竭气藏是进行CO₂埋存的有利场所之一，进行气藏CO₂埋存潜力评估至关重要。基于气藏生产和CO₂埋存采注过程中物质的量平衡原理，考虑气体偏差系数随着温度和压力的变化，依据气体状态方程，建立了气藏CO₂埋存潜力评估模型，分析了采出程度和气体偏差系数对气藏CO₂埋存量的影响。结果表明，采出程度和气体偏差系数越大，越有利于CO₂埋存。结合川中A区块L1井的实际参数进行了CO₂埋存潜力评估，考虑气体偏差系数随储层温度和压力变化预测的CO₂埋存量比传统物质平衡法计算的埋存量高27%。该方法对CO₂埋存潜力评价研究及埋存方案优化具有重要意义。     

不同分解温度下记忆效应对CO2/CH4混合气体水合物合成的影响

在非常规天然气以及天然气水合物二氧化碳(CO₂)置换开采过程中，明确CO₂/CH₄混合气体水合物(以下简称“CO₂/CH₄水合物”)的合成和分解机理，对水合物法分离混合气体、CO₂封存与CH₄高效开采有重要意义。以多孔介质+去离子水体系中的CO₂/CH₄水合物为研究对象，进行了二次合成和分解实验，研究了分解时间为0.5 h、分解温度为5～25℃条件下的记忆效应对CH₄/CO₂水合物合成的影响，主要从二次合成诱导期、气体消耗量和消耗速率，以及各组分气体消耗情况3个方面进行了分析。结果表明，分解温度越低，二次合成诱导期越短；记忆效应降低了二次合成速率；当分解温度为10℃时二次合成速率最快，气体消耗速率峰值为8.10 mmol/min；在相同的合成温度和压力下，升温分解后的记忆效应使二次合成时CO₂水合物合成量提高至初次合成量的1....     

关于CO2 对储层伤害及对策的研究与应用

我国四川、大庆、新疆、长庆、吉林等油气田,有相当一部分油气井储层中都含有对储层存在严重伤害的CO₂、H₂S、等酸性气体。目前,国内外对气藏含CO₂酸性气体对储层伤害与对策研究的重视还相对较弱,文章针对含CO₂气藏性质,开展了CO₂酸气对储层的伤害机理、影响因素及对策的研究,采用了酸清洗、注入防垢剂的化学防垢方法与强磁物理防垢等方法,有效防治CO₂结垢导致的储层堵塞的伤害,从而达到了保护储层与提高油气田采出程度的目的,这对于含CO₂油气田的安全、科学、有效开发具有一定的指导意义与参考价值。     

南海北部二氧化碳对天然气水合物形成与分布的影响

南海北部天然气富含CO₂等非烃气体,非烃气体对于水合物既有建设性,也有破坏性。含CO₂的天然气向上运移渗漏到浅层,条件适当时,CO₂可作为碳源,被还原成CH₄,在浅层形成水合物成藏。选取南海北部的几组不同CO₂、N₂含量的气体组分进行的实验表明,含CO₂的天然气形成水合物的温度比纯甲烷水合物要高,致使水合物的赋存深度增加,从而拓展了水合物稳定带的厚度。高含CO₂的天然气藏发生强渗漏并运移至上覆甲烷水合物层时,CO₂可能会置换甲烷水合物中的甲烷,使原有的水合物矿藏遭受破坏或甲烷饱和度下降。      

济阳坳陷无机成因CO2气藏成藏条件

研究无机成因CO₂气藏的成藏条件，对预测CO₂气藏有着重要的意义。为此，通过综合分析济阳坳陷中部地区已发现的6个无机成因CO₂气藏的生、运、储、盖及圈闭等条件，得出以下认识：幔源岩浆活动为CO₂气藏的形成提供了充足的气源；断裂是CO₂运移的主要通道；广泛发育的碳酸盐岩和碎屑岩是CO₂气藏的主要储层；泥岩和致密砂砾岩是CO₂气藏良好的盖层；再加上多种类型的圈闭组合，共同构成了CO₂气藏成藏的有利条件。同时，还发现深部来的超临界状态CO₂在运移成藏过程中与烃类油气存在着一定的相互作用。     

哈尔金混合气藏成因及气体的垂向分布规律

松辽盆地长岭断陷哈尔金气藏（营城组）是烃类（CH₄）与CO₂混合气藏。对哈尔金混合气藏成因、气源特征及成藏期次研究表明,该混合气藏是烃类先于CO₂注入,气藏定型于新近纪,属晚期成藏。根据天然气在气藏中浮力与毛细管力平衡的物理模型,推演出烃类气藏含气饱和度分布的数学模型,该模型反映了储层中原始含气饱和度分布的基本原理。混合气藏中各种气体垂向分布符合重力分异原理,在均匀介质储层条件下,从气藏的底部向顶部,密度较大的CO₂饱和度逐渐降低,而密度相对较小的CH₄饱和度逐渐增加。在构造混合气藏的多孔介质储层中,密度大的CO₂气占据较大的孔隙部分,密度相对较小的CH₄气占据中等孔隙部分,而束缚水占据较小的孔隙部分。哈尔金混合气藏顶部CO₂含量高于底部是由于储层孔隙结构的变化所致。     

松辽盆地二氧化碳成因及分布主控因素

松辽盆地天然气成因类型复杂,烃类气和CO₂大量共存,已发现多个高含CO₂气藏。地质和地球化学指标判识表明,松辽盆地高含量的CO₂皆来自于上地幔的岩浆脱气。通过对已发现含CO₂天然气分布特征的分析,总结了松辽盆地高含CO₂天然气分布的五大主控因素：①深部构造背景控制CO₂区域分布;②基底大断裂控制CO₂区带分布;③中生代火山岩构成CO₂深部优质储层;④新生代火山岩浆活动控制CO₂气源;⑤区域盖层控制CO₂聚集层位。松辽盆地CO₂充注成藏期较晚,主要与新生代幔源玄武岩浆活动有关。     

天然气藏 CO2驱及地质埋存技术研究进展

目前,随着 CO₂ 排放量的增加,全球温室效应日趋显著, CO₂ 的处理问题显得愈加重要。 中国现阶段的 CO₂ 埋存点均为油藏或盐水层,将干气藏 CO₂ 驱与其埋存相结合的研究甚少,现场试验更是没有。为此,调研了大量国外的相关研究,综述了目前已有的衰竭干气藏 CO₂ 驱及地质埋存示范工程,并结合已发表的气藏 CO₂ 驱室内实验与数值模拟研究成果,分析了影响 CO₂ 驱提高气藏采收率(EGR）的各个因素, CO₂ 驱的优缺点及发展方向,以及今后在低渗致密气藏 CO₂ 驱方面应做的工作。 结果表明： CO₂ 埋存于干气藏中安全可靠、存储量大、成本低,同时可采出部分剩余天然气;束缚水可减弱储层非均质性对干气藏 CO₂ 驱的影响;在中高渗气藏中,与气态 CO₂ 驱相比,液态或超临界态 CO₂ 驱效果更好;进行气CO₂ 驱开注时气藏压力越小,注入压力和注入速度越大,其提高采收率效果越好。     

北部湾盆地福山凹陷CO2气成因探讨

北部湾盆地福山凹陷油气钻探中发现了高含CO₂气的天然气气藏。对CO₂气稳定碳同位素、伴生稀有气体氦和氩同位素进行了分析研究，结果显示，福山凹陷CO₂气稳定碳同位素偏重，(13C_CO2为-5.01～-10.08‰，绝大多数样品大于-7.0‰，为无机成因CO₂气特征；伴生稀有气体氦同位素³He/⁴He值为(4.74~5.03)×10^-6，R/Ra值为3.38～3.59；伴生稀有气体氩同位素⁴⁰Ar/³⁶Ar值为1881～2190，也显示出幔源或壳幔混合CO₂气的特征。综合判定认为，福山凹陷CO₂为壳幔混合成因。始新统流沙港组岩浆岩体分布特征与CO₂气藏分布范围基本一致，也表明幔源-岩浆可能是福山凹陷CO₂气的主要来源。与南海北部边缘盆地其它地区如珠江口盆地西部、琼东南盆地东部CO₂气成因一致，都为幔源-岩浆来源，或壳幔混合来源。     

辽河盆地东部凹陷深部煤层气成藏条件评价

辽河盆地是我国煤、油、气共生盆地之一，开展该盆地东部凹陷深部煤层气成藏条件评价，对于优选煤层气有利探区，实现该区煤层气与常规油气共采具有重要意义。从气源条件、储集条件和保存条件3个方面，分析了东部凹陷深部煤层气的成藏条件，并对其进行综合评价，结果表明东部凹陷具有煤层分布面积广、厚度大、变质程度低、含气量低、含气饱和度高、埋藏较深、煤层气地质储量丰富及保存条件良好等特点，认为该区煤层气成藏条件较好，能够实现与常规油气共采，具有很好的勘探开发前景。     

利用CO2-ECBM技术在沁水盆地开采煤层气和埋藏CO2的潜力

利用CO₂-ECBM技术在深部煤层进行CO₂埋藏不仅对减缓全球气候变暖具有重大意义,而且能够促进煤层气增产,是CO₂减排最有效方式之一。沁水盆地为一NNE复向斜构造,其边缘地区由于断裂发育、强水动力条件和煤矿的开采,不利于CO₂埋藏。盆地中心区稳定的构造环境、弱水动力条件及良好的区域性盖层为CO₂埋藏提供了很好的保存条件。依据前人关于CO₂/CH₄等温吸附特性相关实验参数,初步评价了CO₂-ECBM技术在沁水盆地开采煤层气和埋藏CO₂的潜力。结果表明：CO₂-ECBM技术可使沁水盆地煤层气可采量增加1.04×10¹² m³,埋藏CO2量可达47.7×10⁸ t。     

煤层气水合物储运技术研究进展

采用水合物法储运煤层气具有安全可靠、费用低等优势。为此介绍了其研究成果和最新进展，进而分析其优缺点。①在生成机理及动力学模型方面，分析了基于双膜理论和结晶理论的Englezos模型和基于双过程水合物生成机理的Chen-Guo模型，指出机理研究还应考虑生成热对晶核形成和水合物生长的作用；②在快速生成技术方面，对已有的天然气水合物制备强化工艺进行了分类和比较，指出在满足必要的热力学条件下，采用喷雾扰动下的水合物制备工艺过程可以大大提高气、水的接触面积；③在表面活性剂方面分析了其对煤层气水合物生成过程的影响，结果表明， 微量的表面活性剂提高了水合物形成速度和水合物形成的耗气量；④针对目前水合物生成模型和快速生成技术研究中存在的问题，建议开展水合物分离技术新工艺、促进产生环境友好型工艺过程、提高煤层气水合物储气密度的新技术等方面的研究。     

民和盆地天然气地球化学特征

对民和盆地天然气地球化学特征进行研究，发现其天然气主要为煤层甲烷气和二氧化碳气，分析气源岩地球化学与天然气碳、氢、氧同位素，认为气源岩主要为中侏罗统窑街组的暗色泥岩、油页岩、藻煤、腐殖煤和炭质泥岩，其中暗色泥岩、油页岩、藻煤为Ⅰ-Ⅱ型干酪根，有机质丰度高；盆地煤层甲烷气为有机成因气，具有油型与煤型混合气特征，以油型气为主；煤层高浓度二氧化碳气不是有机成因气，也不是岩石化学热解无机成因气，而可能是与F19断裂带有关的深部无机成因气。甲烷气形成时间早，埋藏浅，大多逸散丢失而未形成气藏。CO₂气形成时间晚，来自深部，可以在合适的断层圈闭中聚集成藏。     

二氧化碳埋存与提高采收率的关系

二氧化碳排放引发的环境问题引起国际社会的广泛关注.埋存主要选择的是枯竭的油气藏、深部的盐水储层、不能开采的煤层和深海埋存等方式.二氧化碳既可提高采收率又能实现埋存是石油企业追求的目标.二氧化碳驱油分为混相驱和非混相驱.二氧化碳注入方式分为水与气交替和重力稳定注入的方法.欧盟混相驱最大提高采收率为9%,最小提高采收率为4%.北海油田使用2.475t二氧化碳可提高1t原油产量.重力稳定非混相驱油最大提高采收率为18%,最小为10%.通过对二氧化碳提高采收率与埋存的研究,必将为环境保护和油气资源的高效开发和可持续发展提供理论及实践依据.     

含煤盆地深层“超饱和”煤层气形成条件

中国深层煤层气资源丰富，但总体勘探和认识程度较低，尚未形成较为系统的深层煤层气地质理论。通过解剖分析准噶尔盆地白家海凸起和鄂尔多斯盆地临兴区块深层"超饱和"煤层气井的试气/生产动态，估算原地游离气的含气量，分析了深层"超饱和"煤层气的形成条件。研究表明：①深层"超饱和"煤层气储层中除吸附气外，还含有原地游离气，用常规试气方法可直接获得气流，煤层气的产出不明显依赖于排水降压；②埋藏超过一定深度，在煤阶和温度的综合作用下，煤的吸附能力将随埋深的继续增加而降低，煤层中吸附气的饱和度有增加的趋势，在达到吸附饱和后，出现原地游离气并形成"超饱和"煤层气，盆地深层具有"超饱和"煤层气形成的优势条件；③由于地温梯度和压力梯度的不同，不同盆地"超饱和"煤层气出现的临界深度不同，异常高压和异常高热流可以降低深层"超饱和"煤层气形成的临界深度；④深层"超饱和"煤层气开发具有大大缩短见气时间、充分利用地层能量和累积产水量低等优势，有望成为未来煤层气勘探开发的一个重要领域。     

含煤盆地深层“超饱和”煤层气形成条件

中国深层煤层气资源丰富,但总体勘探和认识程度较低,尚未形成较为系统的深层煤层气地质理论。通过解剖分析准噶尔盆地白家海凸起和鄂尔多斯盆地临兴区块深层"超饱和"煤层气井的试气/生产动态,估算原地游离气的含气量,分析了深层"超饱和"煤层气的形成条件。研究表明：①深层"超饱和"煤层气储层中除吸附气外,还含有原地游离气,用常规试气方法可直接获得气流,煤层气的产出不明显依赖于排水降压;②埋藏超过一定深度,在煤阶和温度的综合作用下,煤的吸附能力将随埋深的继续增加而降低,煤层中吸附气的饱和度有增加的趋势,在达到吸附饱和后,出现原地游离气并形成"超饱和"煤层气,盆地深层具有"超饱和"煤层气形成的优势条件;③由于地温梯度和压力梯度的不同,不同盆地"超饱和"煤层气出现的临界深度不同,异常高压和异常高热流可以降低深层"超饱和"煤层气形成的临界深度;④深层"超饱和"煤层气开发具有大大缩短见气时间、充分利用地层能量和累积产水量低等优势,有望成为未来煤层气勘探开发的一个重要领域。     

注气提高煤层甲烷采收率机理及实验研究

该文讨论了采用注气方法提高煤层甲烷采收率的机理,认为注入的气体在增加储层能量的同时,还可以与煤层甲烷产生竞争吸附或置换驱替效应,从而提高煤层甲烷的采收率。通过煤对纯甲烷气体和甲烷-氮气、甲烷-二氧化碳二元气体的等温吸附和解吸实验,分别获得了它们的Langmuir方程,并对它们的理论最大采收率进行了对比分析。结果表明,在含气量相同的情况下,煤层中二元气体的理论最大采收率比纯煤层甲烷的理论最大采收率要高得多。      

非常规油气资源发展现状及关键问题

我国非常规油气资源非常丰富,加快对其的开发利用对确保国家能源安全具有重要的战略意义。为此介绍了我国煤层气、油砂、油页岩、页岩气、天然气水合物、致密砂岩气等非常规油气的资源状况,分析了国家对非常规油气资源的战略需求。结论指出,为加快我国非常规油气资源开发利用步伐,需对以下非常规油气领域的关键科学问题开展攻关：油砂成矿规律及提高分离效率基础研究、油页岩成矿规律及原位开采基础研究、页岩气成藏机制及高效开采基础研究、致密砂岩气成藏机理及开采基础研究、天然气水合物成藏富集规律及开采工艺基础研究。     

中国非常规致密岩油气藏特征

致密岩油气是非常规油气资源的一种,在全球广泛分布,在中国分布也十分广泛,具有广阔的开发潜力,但目前我国对其的勘探程度还比较低。为此,研究并总结了中国致密岩(砂质岩、泥质岩、泥质灰岩等)油气的主要特征:具有特低的孔隙度、渗透率条件,致密岩与烃源岩多呈互层状,多时代、多层段叠置并大面积成藏,该类油气藏组合类型多样、以自生自储组合为主,具有多层、多点、全方位排烃和充注的特点,油、气、水关系复杂,常与泥页岩油气及煤层气共存。结论认为,在中国非常规油气资源类型中,致密岩油气资源潜力最大,而且致密岩油气比暗色泥页岩油气或煤层气开采技术难度相对要小,是我国当前和今后油气勘探开发最重要和现实的接替领域之一。