天然气水合物储层物理模型

通过不同成矿模式下海底天然气水合物储层微结构的研究,分析了水合物储层各种微结构的特点,建立了接触胶结模式、颗粒包裹模式、骨架颗粒支撑模式、孔隙填充模式和掺杂模式等5种均质储层的微结构物理模型,定量分析了储层波速和泊松比随水合物饱和度的变化关系,得到了不同微结构下水合物储层力学性质的变化规律,并分析了各种微结构的力学机理。根据所建物理模型对不同成矿模式下水合物储层的微结构进行声波诊断和泊松比诊断,并通过模拟储层和真实储层的资料数据对以上诊断模式进行了验证。     

天然气水合物储层测井响应特征分析

对天然气水合物储层的各种常规测井响应特征进行了分析。天然气水合物的存在导致储层的声波速度、电阻率、井径测井读数增大，密度测井读数减小。在各种测井曲线中，声波和电阻率测井曲线异常最为明显，是识别天然气水合物储层的最重要的测井曲线。     

大型天然气水合物储层中甲烷的实地直接测量

介绍了对大西洋西部布莱克海岭沉积层天然气水合物和游离中中甲烷的实地直接测定结果。     

天然气水合物开发技术研究进展

天然气水合物资源的开发利用离不开高效开发技术的支撑,这些技术包括可促进天然气水合物原地分解的技术与适用的天然气水合物钻完井技术.对天然气水合物开发技术进行了调研,当前天然气水合物开发所采用的方法主要包括加热法、降压法与二氧化碳置换法,开采井主要采用单一直井.分布式光纤测温系统、井下温压计、井筒防砂装置及井下气液分离装置...     

天然气水合物的储层保护技术探讨

目前,天然气水合物的开采技术主要有热激化技术、井下电磁加热技术、化学试剂技术和减压技术等四种技术。只有综合运用降压技术、热激化技术,特别是井下电磁加热技术和现代钻井新技术相结合会更有效地开采天然气水合物。文章归纳总结了天然气水合物的开采技术和开采过程中可能遇到的储层损害问题及其对策。同时,根据天然气水合物的物理力学性质、分布和成藏环境以及钻井特点,认为天然气水合物可能存在的储层损害问题有温度敏感、应力敏感、井漏井喷、井壁坍塌、井眼缩径及蠕变等,并分析了各种储层损害的原理,可能造成的危害及其解决措施。     

降压法开采天然气水合物研究进展

天然气水合物作为一种新型的可替代能源,储量巨大,分布广泛。文章介绍了天然气水合物的储集方式及开采方法,分析了降压开采的优点,介绍了降压开采模拟的研究进展,并指出了降压开采天然气水合物进一步的研究方向。     

琼东南盆地天然气水合物储层参数测井评价及分析

天然气水合物作为一种新型非常规清洁能源,绿色无污染,是世界各国在能源领域研究的重点。文中基于等效介质理论分析了南海天然气水合物储层类型空间分布模式,同时采用多种方法开展储层孔隙度和水合物饱和度预测工作。采用威利方程法、密度-核磁共振联合法对储层孔隙度进行预测,预测结果较好。采用Wood法、含泥质修正的电阻率法、时间平均方程法和等效介质法对水合物饱和度进行预测,结果表明：当水合物饱和度为20%～40%时,含泥质修正的电阻率法和等效介质法的预测值与实测值最吻合,时间平均方程法的预测值大于实测值,Wood法的预测值略低于实测值;当水合物饱和度小于10%时,只有含泥质修正的电阻率法的预测值与实测值最接近。通过分析不同预测方法的适用性及评价效果,为琼东南盆地天然气水合物的精细研究及储层参数评价提供了参考和依据。     

天然气水合物开采模型研究进展与展望

天然气水合物商业开采风险很大,需要进行科学的评价和预测,因此开采模型准确与否非常重要.对降压法及注热法开采天然气水合物模型研究进展进行了调研,认为耦合水合物分解动力学过程的多相渗流模型更适合用于评价和预测水合物的开采,但在流动参数、热流动参数、动力学及热力学参数模型化和流固耦合研究方面亟待进一步完善.     

海洋天然气水合物开采增产新技术可行性研究

海洋天然气水合物由于赋存资源量大、埋藏深度浅、能量密度高等特点,成为了一种极具开采价值的清洁能源。然而,由于海洋水合物的赋存环境和储层特性,当前以降压为主要方法的水合物试采出现了“单井产量低、开采时间短、砂堵无法解决”等技术瓶颈,严重制约了水合物的产业化进程。文章从如何提高低渗储层开采效率、解决砂堵等角度出发,基于安全高效、环保低碳的理念,创新性地提出了“储层改造技术、多井联采和气举排砂开采”组合技术方案。通过室内测试得出研发的储层改造剂固化后使土样抗压强度至少提高了78.5%,垂直渗透系数提高了17.8倍。数值模拟结果显示,在注入压力15.6 MPa、气体注入速度1.5 m/s的条件下,流体的稳定上返速度达到了10～14 m/s,能够有效将井底的沉砂排到井口。通过上述研究验证了储层改造和气举排砂的可行性,为提高储层渗透性、解决砂堵提供了新的方法,有助于支撑海洋天然气水合物高效、长期、绿色开发。     

天然气水合物钻探近井地层与井筒热量传递规律研究

在天然气水合物钻探中,井筒温度变化易导致储层水合物分解,产生大量以甲烷为主的气体侵入环空。侵入气体随环空流体上返过程中,当环空温度压力等环境符合水合物二次生成条件时,水合物会在环空大量生成并附着井壁,堵塞环空引发井壁失稳、井喷等事故。文章研究了水合物钻探过程中井筒地层段的温度分布和热量传递规律,研究发现,环空流体温度降低易导致水合物生成,温度过高则会增大水合物储层的分解速率;钻井液入口温度越高,热量由环空传入地层的井段越长,反之越短;相较于低密度钻井液,高密度钻井液对井底温度影响更大;排量变化也会对井筒温度分布产生较大影响。因此,在水合物钻探过程中,通过对入口流体温度、排量和密度参数进行合理调节,避免发生储层水合物失控分解,对于保障水合物钻探过程井筒稳定,实现水合物安全钻采具有重要意义。文章阐明了热流量在井筒中的变化规律,通过计算井筒地层段中各区域换热速率和换热量的大小,为水合物钻探井筒温度监测提供理论支撑。同时也为后续的水合物得到井筒温度变化研究提供参考。     

致密砂砾岩气藏储层改造关键技术研究

致密砂砾岩气藏储层由于岩性复杂、非均质性强,加砂压裂时面临易产生多裂缝及施工难度大等难题,以新场须四下亚段砂砾岩储层为例,通过对产生这些难点的原因进行分析,提出了具有针对性的措施.研究结果表明,可采取减小井斜度、优化射孔及段塞技术来控制多裂缝的产生,从而减少施工过程中压裂液的滤失量;针对不同特征的储层,优化了压裂施工的...     

天然气水合物储层导电特性模拟与饱和度计算

由于天然气水合物只能在低温高压环境下保持稳定,导致以原状天然气水合物岩石样品进行岩石岩电测试较为困难,用阿尔奇公式计算的饱和度误差会比较大。为了提高天然气水合物饱和度的计算精度,建立了反映天然气水合物储层结构特征的逾渗网络模型。根据Kirchhoff连续性方程和各节点、线的电导率,通过Cholesky分解算法计算网络模型中的电流参数。通过数值模拟研究了水合物饱和度、地层水矿化度和黏土矿物含量对天然气水合物储层数字岩心的影响,并根据模拟结果建立了修正的阿尔奇公式。模拟结果表明,数字岩心的电阻率随水合物饱和度的增加呈指数增长。随着地层水电导率的增大,天然气水合物数字岩心的电阻率呈线性减小。随着黏土矿物含量增加,岩心电阻率呈负指数下降趋势,当孔隙度、黏土矿物含量较低时,天然气水合物饱和度对数字岩心电阻率的影响较大。利用修正前后的Archie公式,对南海神狐地区W18井的测井资料进行了水合物饱和度估算。修正前的计算结果相对误差为33.2%,修正后为22.5%,说明修正后的饱和度公式精度有明显提高。     

非均质储层裂缝长度和井距的优化

在低渗透天然气储层的开发中，井距和水力压裂处理设计是两个控制施工作业的最重要的因素。以前对裂缝长度和井距的最优化研究假定渗透率，孔隙度、厚度等是均质的。本文的分析说明了了解渗透率的空间变化和渗透率各向异性的重要性，地质统计技术与经济指标和油藏模拟相结合，给出了致密天然气储层的油藏描述的定量值。     

天然气水合物三轴压缩试验研究进展

天然气水合物强度试验对我国天然气水合物的安全开采具有重要的意义。针对天然气水合物三轴强度试验研究，对国内外进展和现状进行了综述，介绍了相关试验装置，总结了目前主要的几种实验方法，分析了其优点与不足，并介绍了大连理工大学的一些相关研究工作。图5参21     

天然气水合物储层测井评价及其影响因素

天然气水合物储层准确识别和精细定量评价是自然界水合物开发利用和环境影响研究的基础,而地球物理测井则是除地震和钻探取心外最有效的原位识别和评价方法。电阻率和声波测井是最早应用于水合物储层识别的井内地球物理方法,由于具有较高的准确性和可靠性,二者仍是目前水合物测井的主要方式,并不断衍生出新的技术,如环电阻率、方向电阻率、多极声波测井等;同时,其他如井内成像、密度、电磁波、核磁共振等测井方法也被综合用于识别水合物储层。经过最近20年的发展,水合物系统测井方法已从单一的测井识别发展到运用各种先进的随钻和电缆测井评价复杂地质条件下水合物储层物性的阶段,初步建立了一套基于常规油气系统的水合物系统测井评价理论体系。该套体系对均质孔隙填充型砂质水合物储层具有较好的适用性,但对于非均质性泥质储层(如裂隙、薄层、互层、富泥质)及胶结或骨架支撑形式的水合物储层应用会产生较大的误差。此外,钻井过程中井眼冲蚀和钻井液侵入等外部因素也会影响水合物测井识别和评价结果。通过了解不同测井方法及其最新的研究进展,认为未来水合物测井技术的发展应侧重提高水合物地层识别和评价的准确性,开发复杂条件下水合物储层岩石物理模型,并综合利用地震、测井、岩心分析等方法修正所建立的岩石物理模型和校正实际的测井结果。     

天然气水合物储层微波加热能量补充装置设计

针对天然气水合物降压开采后期储层温度下降、产气速率下降、开采效率逐渐降低的问题,设计了储层微波加热能量补充装置,该装置能够对储层进行能量补充,提供水合物分解所需的温度和热量。通过建立储层微波能量补充仿真模型,研究了不同微波天线的结构参数对储层内平均电场强度的影响,优化了微波天线的结构参数;并针对优化后的结构参数,分析了不同微波参数下微波加热10 h后储层的升温效果。模拟结果表明：微波天线的最优结构参数为槽口形状为椭圆形槽口,槽口周期长度为187 mm,长轴为50 mm,短轴为11 mm,槽口角度为19°;微波频率为1.5 GHz、微波输入功率为3 kW时,微波加热10 h后水合物储层半径1 m范围内的平均温度为10.43℃,升高约5℃。所设计的微波加热能量补充装置能为水合物的分解提供驱动力。研究结果可使微波加热技术应用在水合物开采中,为天然气水合物的高效开发提供了一种新的方案。     

中国煤层气地面井开采储层改造技术现状与展望

中国煤层气勘探开发面临资源探明率低、单井平均产气量低等挑战,建立与中国煤层气地质特点相适应的勘探开发技术体系,是解决这些问题的必由之路,其中储层改造技术是该技术体系的关键。为此,在系统梳理中国煤层气地面井开采储层改造技术现状的基础上,剖析了煤层气开发面临的科学问题与技术挑战,并对储层改造技术的发展方向进行了展望。研究结果表明 ：(1)国内煤层气产量规模尚未达到国家需要,在能源安全与低碳发展背景下,突破当前储层改造技术瓶颈是促进煤层气大规模增产的关键;(2)目前,中国煤层气地面井开采储层改造技术的代表性技术为水力压裂、电脉冲增透、微波加热 3 大类,下一步需持续攻关液压致裂、电脉冲致裂、微波致裂等不同破岩方式下的煤岩裂缝扩展规律 ;(3)需攻关压裂液、酸液、微生物、CO₂、N₂等不同外来介质对煤岩的作用机理,以及储层改造后煤层气传质与产出机理等科学问题。结论认为,单一技术进步基础上的融合发展是煤层气地面开采储层改造技术的发展趋势,其中研发适合不同煤层特点的储层改造技术“组合拳”是实现煤层气开发的关键。     

天然气水合物分解动力学研究进展

人们对气体水合物的实质性研究始于对天然气管道运输中遇到的天然气水合物堵塞问题。由于在油气生产与运输及未来能源产业中的重大价值,近年来有关天然气水合物的性质及其生成和分解过程成了人们关注和研究的热点。目前,关于水合物的相平衡理论、热力学性质、生成预测方法及其结构的研究已经相当深入;而关于其分解过程的研究相对来说起步较晚。国内天然气水合物分解动力学的研究基本上还处于空白状态,国外也是在1987年才开始。但是从实际生产的角度考虑,天然气水合物分解动力学的研究是很有实际意义的。本文试图对近年来国外在天然气水合物分解动力学研究方面取得的进展做出分析和评价,并提出今后的发展方向。