GWY194-70BB型保温保压取心工具的研制和应用

GW194-70BB型保温保压取心工具是为寻找和提升天然气水合物实物样品钻取率而研制的特殊取心工具。该工具通过内筒独立密封机构、复合真空隔热保温内筒、氮气压力补偿系统、电子多点随钻测量总成实现了岩心样品的温度保持、压力保持和海量的数据测量,解决了常规工具无法保持岩心压力和温度造成的天然气水合物实物挥发、测量数据不全等难题。在常规井实验中取得了保压成功率93%、保温率80%、温度变化率2~2.5℃/h的良好效果,现场试验表明,该工具在温度保持、压力保持方面可以完全满足天然气水合物样品的钻探与取样要求,对获取天然气水合物样品、提升天然气水合物勘探开发效果具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩与天然气成因

基于鄂尔多斯盆地古生界154口井天然气样品地球化学特征及成因的分类研究,结合盆地下古生界733块烃源岩样品有机质丰度评价,探讨盆地下古生界天然气来源问题。通过分析天然气样品的烷烃气碳同位素组成,结合其地质背景,将盆地下古生界天然气成因及来源分为3个大类4个亚类:1源于上古生界煤系的煤成气;2下古生界自生自储的油型气;3源于上古生界煤系与古生界灰岩的混合气,又可分为正碳同位素系列混合气和负碳同位素系列混合气2个亚类。烃源岩样品TOC、有机显微组分分析表明,盐下样品平均TOC值为0.3%,TOC值大于0.4%的样品占28.2%,其干酪根类型为腐泥型,指示较强的生烃潜力。鄂尔多斯盆地下古生界天然气以来源于上古生界煤系的煤成气为主,在盆地中东部盐下的储集层中发育下古生界自生自储油型气,且其发育一定规模的有效烃源岩,可作为下古生界天然气气源。     

柴达木盆地北缘天然气成因类型及气源判识

测试并分析了柴达木盆地北缘9个油气田(圈闭构造)第三系和白垩系35个天然气样品的组分和碳同位素组成,建立了柴北缘天然气成因类型的判识指标,划分其热演化阶段,并进行了气源判识。研究结果表明:1)柴北缘天然气可划分为煤型气、油型气和混合气3种成因类型。伊克雅乌汝、南八仙、冷湖五号、鄂博梁以及马北的部分样品具有煤型气特征;冷湖三号、冷湖四号及冷湖五号和马北个别样品具有油型气特征;葫芦山和马北部分样品属于混合气。2)伊克雅乌汝、南八仙、冷湖五号和鄂博梁等煤型气样品大多数处于高成熟演化阶段;冷湖三号和冷湖四号部分油型气样品的成熟度较煤型气的偏低,大多数处于成熟演化阶段;葫芦山的天然气为接近过成熟阶段的高熟气;马北天然气样品的成熟度变化范围较大。3)冷湖三号、冷湖四号、冷湖五号、鄂博梁、葫芦山的天然气主要来自于昆特依凹陷,其中冷湖三号的天然气应源于昆特依凹陷偏腐泥型母质,而冷湖四号、冷湖五号、鄂博梁、葫芦山的天然气应源于昆特依凹陷偏腐殖型母质;南八仙的天然气主要来自于下侏罗统(J1)伊北凹陷偏腐殖型母质;马北的天然气来源比较复杂,可能来自于伊北、赛什腾、尕西等多个生烃凹陷。     

天然气混源比例定量计算的多元数理分析方法

通过选择端元样品、进行人工配比混源实验并建立图版,进而判识天然气混源比例的方法仍是目前最常使用混源气组成比例判识的方法。在实例展示的基础上,提出该方法存在的2点主要问题:一是在复杂地区端元样品无法获取;二是很多地区存在多个端元,造成人工配比的工作量过大。针对这2点主要问题,提出了一种多元数理分析方法用来定量计算天然气混源比例。通过实例解剖,证明该方法准确可靠。指出应用该方法,可以在不知道端元样品、不进行人工混源实验的情况下,直接计算混源气中端元的数量、组成和贡献比例,该方法在研究复杂地质条件下混源气比例时具有特别的作用。     

四川盆地水溶气碳同位素组成特征及地质意义

在四川盆地川中、蜀南、川西北矿区天然气开发井产层三叠系须家河组、雷口坡组、嘉陵江组和二叠系茅口组取气层气钢瓶样品和气田水样品各22个,对比研究气层气与水溶气碳同位素组成的差异及其地质意义。气层气样品组分和碳同位素组成呈正常的有机成因气特征,而气田水脱溶气比气层气碳同位素组成明显偏重,说明气田水对天然气碳同位素组成有明显的分馏作用。在天然气成藏过程中,如果有较多的天然气从地层水中释放出来混入到气层气中,可能使气藏中天然气碳同位素组成偏重。水溶气碳同位素组成特征为天然气的成因及成藏机理研究提供了新的思路,地层水脱溶气的混入可能是塔里木盆地库车坳陷、四川盆地九龙山地区和威远气田、松辽盆地火山岩气藏天然气碳同位素异常的原因。     

多气源混输管道在线气相色谱仪安装位置的确定方法

采用在线气相色谱仪实时监测管道中天然气组分的变化是目前大型输气场站保证天然气计量准确性的关键工艺,而在线气相色谱仪抽取样品的代表性则是保证分析检测结果准确可靠的关键因素,对于多气源汇合的输气场站,不同气源天然气的混合程度直接关系到在线气相色谱仪所取样品的代表性。为此,以中石化川气东送工程的普光首站为例,按照该站的工况条件,采用FLUENT软件对多气源天然气的混合规律进行了仿真模拟,探讨了多气源天然气混合距离与温度、压力、流速等因素的关系,以及多气源天然气混合均匀的最近位置。试验结果表明:(1)含两种不同摩尔分数值组分的天然气在汇管不同位置处混合的均匀程度不同——距汇管50 m处天然气各组分混合不均匀,具明显分层现象,距汇管150 m处天然气各组分的混合开始呈现均匀状态,但仍存在分层现象,距汇管280 m处天然气各组分混合完全呈现出均匀状态,其CH_4摩尔分数为98.30%,CO_2摩尔分数为0.95%;(2)在普光首站距混合点280 m以远处的位置安装在线气相色谱仪取样较为合适;(3)对于气源体积流量或气源的体积流量差别较大、压力较高或温度较低的工况条件,在线气相色谱仪的取样点可适当靠近混合点。     

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系统采集了柴达木盆地不同构造分区16个油气田的30个天然气样品，测试了其组分和碳同位素值。运用前人建立的判识模式并结合天然气地球化学判识指标，区分出了柴达木盆地干酪根初次裂解气和烃类的二次裂解气。柴达木盆地西部各油气田天然气、北部冷湖油气田天然气为干酪根初次裂解的产物，而分布于南八仙气田的部分气井和伊深1井1500m以下产层的天然气则属于烃类的二次裂解气。文章的研究结果对柴达木盆地天然气成因研究与天然气勘探具有重要的参考价值。     

气相色谱分析天然气中高含量硫化氢方法研究

依托Scion456气相色谱仪,采用2个热导检测器(TCD)相结合的实验技术,建立硫化氢和天然气组分同时检测的气相色谱实验分析方法,并与行业标准推荐的碘量法进行对比分析。研究表明:气相色谱仪最佳实验条件为阀箱温度130℃、色谱柱压41psi;该方法适用于天然气中硫化氢摩尔分数在0.01%～8.38%的样品气;通过标准气检测分析和实际样品检测分析数据统计结果显示,色谱法检测天然气中硫化氢结果的相对标准偏差优于碘量法,精密度更高。     

二氧化碳含量对天然气性质影响的实验研究

采用室内研究的方法,对CO2含量分别为10%,30%,50%,70%,90%,100%的天然气样品做了3个不同温度(20℃,30℃,40℃)下的恒组成膨胀实验测试研究。结果表明:随CO2含量由10%增大到100%,天然气样品的临界温度由-69.86℃增高到31.4℃,临界压力由4.85MPa增高到7.38MPa;温度不变,压力一定时,随着天然气中CO2含量的增高,天然气样品的相对体积呈增大的趋势,不同CO2含量的天然气样品随压力降低其体积膨胀规律表现出了类似CO2超临界状态的特征。以上认识对CO2和天然气混合气体驱油施工及今后更进一步的研究具有一定的借鉴意义。     

西湖凹陷天然气成因及来源分析

东海盆地西湖凹陷天然气资源丰富,但其成因与来源一直存在较大争议。综合分析天然气组分、碳同位素组成、轻烃指纹以及天然气伴生凝析油地球化学特征,对西湖凹陷天然气的成因、热演化程度与族群划分进行了探讨,在此基础上利用不同烃源岩热模拟产物碳同位素特征与伴生凝析油特征进行了气源分析。西湖凹陷天然气为煤型气,形成于中等成熟—高成熟热演化阶段,对应的R_o值约为1.16%～1.87%。西胡凹陷天然气可以划分为4个族群,其中A、B与C类天然气分别分布于平湖斜坡、黄岩构造带和宁波构造带,D类天然气零星分布于平湖斜坡。西湖凹陷A类天然气主要来源于平湖组煤,B类天然气主要来源于平湖组泥岩,C类天然气主要来源于高热演化阶段的平湖组煤,D类天然气中有3个样品来源于平湖组炭质泥岩,1个气样可能有中下始新统烃源岩贡献。本文研究结果可为西湖凹陷的天然气勘探提供理论依据和技术支持。     

石炭系—二叠系煤成气地球化学特征——以鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地为例

通过分析、对比鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地67个来源于石炭系—二叠系煤系天然气的组分、稳定碳同位素组成,并结合实际地质背景分析,取得以下认识:鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地来源于石炭系—二叠系烃源岩的天然气绝大部分是煤成气,靖边气田少量油型气来源于二叠系太原组灰岩。鄂尔多斯盆地天然气主要为干气,而渤海湾盆地天然气主要为湿气。鄂尔多斯盆地20%天然气样品发生倒转,主要倒转形式为δ13C2δ13 C3,渤海湾盆地27%天然气样品发生倒转,主要表现为δ13C3δ13C4倒转,倒转均是由同源不同期煤成气的混合造成。鄂尔多斯盆地天然气主要是烃源岩在成熟—高成熟阶段生成;渤海湾盆地石炭系—二叠系煤成气主要是成熟阶段的产物,少量天然气为烃源岩在高—过成熟阶段所生成,这部分天然气主要分布在东濮坳陷。成熟度和母质组成的差异使得2个盆地甲烷碳同位素组成存在差别,随着成熟度的增加,2个盆地重烃气与甲烷碳同位素差值逐渐减小。     

天然气发热量计算方法分析

为探讨天然气发热量计算方法,依据GB/T 11062—2014,对已知组分天然气混合气体体积发热量的计算方法进行分析,同时使用vue.js编制了天然气发热量与折标系数计算软件。通过天然气发热量与折标系数计算软件对3个样品的计算分析表明,计算结果与检测值的相对误差稳定在0.41%～0.45%,具有较高的准确性,可以满足现场计算的使用需求。     

湖北松滋油气田天然气微生物勘探

湖北松滋油气田是一个新发现的油气田，尽快揭示其天然气的富集规律及勘探方向尤为重要。油气微生物勘探成本低廉、简便快速、多解性小，可能适用于该油气田。通过对所取得的1 354个样品进行的天然气微生物数量及活性分析，并结合其他资料（样品湿度、岩性、颜色等），获得了松滋油气田天然气微生物异常值，并进一步绘制了天然气微生物异常分布图。通过综合分析，不仅天然气微生物勘探结果与已完钻井的含气情况相符，而且对研究区内的正钻井（S4井）也成功地进行了快速评价；最后，对研究区内4个异常区进行了分级排队：东部异常区为最有利富集区，南部异常区为有利富集区，可以将勘探方向逐步向南转移。这一实践成果充分展示了天然气微生物勘探的应用前景。     

空间几何与油气饱和度的理论研究

以往计算原始地层中的油气饱和度时是通过大量岩心实验或用已知大量样品回归后计算未知样品实现的.天然气水合物的性质决定了在实验室中测量含有天然气水合物时几乎不可能满足测量其阿尔奇公式中m、n、a、b的测量条件,用快速直观法也不能实现.通过引用双源距碳氧比测井原理和方法进行测井解释方法研究,用多向量在岩心样品较少且实验室条件较难满足对饱和度值求取时计算天然气水合物的饱和度的方法和途径;分别介绍了投影法和两次坐标旋转法求解饱和度.利用二维直角坐标旋转的理论对三维直角坐标进行了2次旋转,通过2次旋转将储层中含的有天然气水合物、水和岩石骨架在3种测井方法中的测井数据点构成1个三角形平面,这个三角形平面与特定的1个坐标轴垂直,可将三维求解饱和度的问题转成二维求解的问题,最终解决天然气水合物的饱和度问题.     

柴达木盆地东部天然气地球化学特征与勘探方向

柴达木盆地东部三湖地区天然气分布广泛,除已发现5个气田和2个含气构造外,还有大量的气显示.该地区天然气地球化学特征为甲烷碳同位素组成轻、重烃气含量低,经成因判识为典型的生物气,甲烷成因主要与二氧化碳还原作用有关.部分样品中检测到一定含量的C_5-C_8烃类,个别样品乙烷和丙烷碳同位素组成偏重,揭示该地区天然气中可能混有一定量热成因气.综合分析认为,柴达木盆地东部三湖地区生物气成藏具备良好的烃源条件和较好的保存条件.建议在天然气勘探中积极扩大目标领域,适当关注浅层和极浅层生物气、深层生物气以及深部热成因油气.图12表1参20     

细菌作用对天然气地球化学组成的影响——以准噶尔盆地腹部石南油气田为例

通过对准噶尔盆地腹部石南油气田23个天然气样品组分和稳定碳同位素分析将其分为5种类型：第1类来自中二叠统乌尔禾组偏腐殖型烃源岩的原生热成因气,是石南油气田天然气的主体;第2类包括基001井、基003井、石南4井和石南5井4个样品,混入了少量的生物成因甲烷;第3类丙烷和丁烷碳同位素倒转幅度高达9.6‰,可能发生了细菌对丙烷的选择性降解;第4类天然气乙烷和丙烷碳同位素发生了倒转,可能源自细菌对乙烷的选择性降解;第5类来自下二叠统风城组的油型气,天然气甲烷遭受了细菌的选择性降解。绝大部分受细菌作用影响的样品现今埋深较大,反映可能存在2个阶段的细菌作用过程。     

准噶尔盆地东部石炭系天然气地球化学特征及成因

准噶尔盆地东部石炭系"自生自储"型油气藏具有多凹陷多套烃源岩晚期成藏特征,通过对准东地区石炭系天然气组成、同位素特征进行分析,研究石炭系天然气成因特征,追溯其源岩有机质类型和同位素范围,并结合石炭系烃源岩特征进行气源对比。准东地区石炭系所有天然气样品均为煤型气,陆东地区大部分表现为干气;而五彩湾地区天然气所有样品为湿气,部分样品表现为凝析油伴生气。陆东与五彩湾地区烷烃气碳同位素大多呈正序列分布,且乙烷碳同位素组成普遍偏重,但五彩湾地区天然气碳同位素组成均轻于陆东地区。滴水泉组和巴山组2套烃源岩有机质类型和时空分布差异性造成了陆东与五彩湾地区天然气组分和同位素组成明显不同,早石炭世仅在五彩湾地区发育局限海相环境的滴水泉组烃源岩,而巴山组烃源岩则发育于中晚石炭世火山活动间歇期,其广泛分布于准东地区各个陆内裂陷,陆东地区天然气主要来源于滴水泉凹陷的巴山组烃源岩,而五彩湾地区天然气则为五彩湾凹陷内滴水泉组和巴山组2套烃源岩混合来源。     

天然气中4He丰度分析及应用

自制天然气中稀有气体纯化富集装置,并与四极杆质谱计联机使用,用于天然气中4He丰度的分析。通过空气标准的反复多次分析,求得该分析系统4He的灵敏度;同时验证了该系统具有较好的重现性。与Mat271大型质谱仪进行天然气样品分析的数据比对,结果基本一致,误差小于10%。应用该方法分析了四川盆地普光和建南气田部分天然气样品,结果表明,天然气中放射性成因的4He丰度对天然气源岩时代和气藏形成的年代研究具有一定指示意义。      

柴西地区天然气成因、类型及成藏规律

柴达木盆地西部凹陷区是重要的油气勘探领域,发育独特的古近系—新近系高原咸化湖相烃源岩。近年来,天然气勘探在南翼山、黄瓜峁、开特米里克、英中和扎哈泉等中深层获得了重要发现,发现多个天然气藏。但是该区的天然气来源存在较大争议,是否存在深层侏罗系煤型气的混入影响着对该地区天然气、成藏模式的认识以及下一步的勘探方向。在综合分析大量天然气样品地球化学特征的基础上,研究柴西地区古近系—新近系与柴北缘侏罗系天然气地球化学特征差异性,以及伴生原油地球化学特征和区域地质条件,取得以下3点认识:(1)与其他地区不同,乙烷碳同位素不能作为鉴别柴西地区高成熟咸化湖相天然气类型的主要指标;(2)柴西地区天然气主要来源于自身发育的下干柴沟组上段(E_3~2)和上干柴沟组(N_1)咸化湖相烃源岩,主要为油型气,几乎不存在侏罗系煤型气的混入;(3)柴西地区天然气成藏具有就近成藏的特点,横向短距离运移,垂向晚期调整。并指出烃源岩埋深大、成熟度高的区域,如英东、黄瓜峁—开特米里克和南翼山—油墩子地区,是今后重要的勘探领域。     

7890B气相色谱仪在苏里格气田应用效果及评价

本文介绍7890B气相色谱仪采用填充柱、恒定柱温的分析条件对天然气中无机组分、有机组分进行定性、定量分析,确定了其分析方法和操作条件。并用天然气气体标准物质及天然气样品进行性能评价,其线性评价及样品精密度满足GB/T 13610-2003国家标准中的要求,为天然气计量提供准确、可靠的分析数据。