扩散作用对天然气成藏后的影响――以大宛齐油田为例

天然气组分和同位素不仅在成藏前受源岩类型、成熟度和成藏过程的控制,而且在成藏后还要受到次生作用如扩散作用的影响,特别是对于埋藏较浅的气藏,扩散作用的影响尤为显著;库车坳陷大宛齐油田就是受天然气扩散作用影响而形成次生油田的一个较为典型的实例。大宛齐油田埋深小于600m,其浅层溶解气组分明显偏\"湿\"、干燥系数为下高上低,天然气甲烷碳同位素则具有下轻上重的特征。通过对大宛齐油田和羊塔克气田的实际计算证明,扩散作用对埋藏较浅、成藏早的天然气影响很大。根据羊塔克等凝析气藏天然气中凝析油含量推算,形成大宛齐油田大致要散失(308～878)×108m3的天然气。     

地层条件下天然气扩散过程中地球化学组分变化的模拟实验研究

采用固体样品,实验模拟了地层条件下(8MPa,70℃)气藏天然气在扩散过程中的地球化学变化特征。模拟实验结果研究表明:a)随着天然气扩散作用的进行,气藏气中甲烷的相对百分含量逐渐减少,而乙烷和丙烷的相对含量相应地增大;扩散气与气藏气存在类似的组分变化趋势,但扩散气中甲烷的相对百分含量高于同一时间气藏气中甲烷的相对百分含量,而乙烷及丙烷的相对百分含量低于气藏气中乙烷和丙烷的相应值,这些都是地层色层效应的具体体现;b)同一时间气藏气中正丁烷的相对百分含量高于扩散气中正丁烷的相对百分含量,而异丁烷的相对百分含量低于扩散气中异丁烷的相应值,这也是地层色层效应的结果;c)C₁/(C₂+C₃)和iC₄/nC₄可作为天然气运移的地球化学指标;d)气藏气和扩散气组分百分含量与气体扩散比例之间分别存在对数线性相关关系和二次函数相关关系,这种函数关系可为应用模拟实验结果计算气藏扩散量,评价气藏天然气资源前景,探讨天然气在扩散过程中的组分变化以及预测同源不同层天然气藏资源量提供启示。      

南阳凹陷东庄油田气测低显示油气层评价方法

南阳凹陷东庄油田存在气测显示低的特征,给气测录井异常识别和评价增加了难度,从而影响了录井油气层解释符合率。通过对该油田油气层气测特征的分析研究,根据东庄油田试油层气测参数统计,分别建立了用于区分水层、干层与价值层区的重烃相对含量与Q值解释图板和用于区分油层与油水同层区的C2和C3差值与甲烷相对含量解释图板,弥补了因岩屑挑取困难而造成的其他方法评价的不足。将这两套评价方法应用于该油田4口井10个层评价,经试油验证,解释符合率达90％,一定程度上提高了东庄油田油气层的解释符合率。     

不同压力气藏的天然气扩散特征

方法在研究不同压力气藏含气浓度及盖层生烃能力封闭特征的基础上,分析了不同压力气藏的天然气扩散作用的特征。目的评价气藏中天然气扩散损失量及其保存条件。结果高压气藏中的天然气扩散散失作用强,只有上覆盖层具更高的含气浓度时,方可阻止其天然气的向上扩散散失;常压气藏在通常情况下,其天然气向上扩散散失,但在上覆盖层具较高含气浓度时,也可阻止其天然气的向上扩散散失;低压气藏中天然气的向上扩散散失已被抑制,保存条件好。结论不同压力气藏具有不同的天然气扩散特征,其扩散损失量和保存条件也就不同。     

用于薄重油油藏的甲烷压力循环工艺

甲烷压力循环（MPC）处理是用于重油油藏一次采油和水驱采油结束后的提高采收率（EOR）方法。该工艺的目的是恢复溶解气驱机理。这种溶解气驱机理的恢复是通过以下方式完成的，即重新注入大量的溶解气（主要是甲烷），然后通过注水重新加压把气溶解到水中，直到达到原始油藏压力。这重新创造了一次采油条件。这种采油技术把薄油层中大部分重油作为开采目标。     

葡萄花油田开发中天然能量的利用

本文探讨了利用边水能量和油层弹性能量提高低渗透薄油层油田开发经济效益的途径,以及利用边水能量采油过程的特点和溶解气能量利用的技术界限,为低渗透、薄油层低产油田开发方案的编制,提供了一定的实践依据。     

储层残余油生物气化技术现状与展望

油田开发到一定阶段,现有的方法难以进一步提高采收率。为了延长油田的开发寿命,可通过微生物的作用将油层中的残余油转化为甲烷气进一步开采,从而大幅度提高油藏的利用价值。该思路中,残余油转化为甲烷气的转化速度和转化程度是技术的关键。通过分析国内外研究成果,提出了通过调控油藏中微生物活动将残余油转化为甲烷气采出的技术路线。     

利用间隙填充溶气浓度研究天然气扩散

在深入分析天然气发生分子扩散机理的基础上，指出天然气在地层孔隙中的扩散主要是填充在水分子间隙中那部分天然气分子的扩散，决定天然气发生扩散作用的是地层孔隙水中的间隙填充溶气浓度，而不是地层孔隙水中的总溶气浓度。     

兴隆台油气田天然气成因与成藏特殊性分析

通过对天然气基本地球化学特征、成因与来源的系统分析,结合油气藏特征与油气地质条件,对兴隆台油气田的天然气成藏机理和成藏模式进行了系统的研究。天然气可以分为A和B2大类。A类天然气总体埋藏深度较小,甲烷含量高,甲烷、乙烷碳同位素组成偏轻,主要来自沙一段、沙二段和沙三段上部烃源岩生成的生物—热催化过渡带气;B类天然气埋藏深度变化大,甲烷含量变化范围大,甲烷、乙烷碳同位素组成偏重,丙烷碳同位素组成变化范围大,部分碳同位素组成明显偏重的天然气分布在较浅部位,主要与细菌的氧化降解作用有关。B类天然气主要与埋藏较深、演化程度较高的沙三段烃源岩有关。气藏和气顶中天然气主要来自原油溶解气的出溶。因大断裂的存在,浅层的构造高部位聚集了较多的B类天然气,其两侧主要聚集A类天然气。在其他中深部有油藏分布的地区,其浅层部位应该也存在原油溶解气出溶的天然气聚集,是浅层气勘探的重要领域。     

油田注入水的深度处理

1985年以前我国油田主力开发区为中高渗透油层，然而在“七五”计划的后三年开采的中低渗透油层占的比例相当大，为总开采储量的30％，渗透率在0．050um^2以下的油层储量达50亿吨，占中低渗透油层的50％，在开发中低渗透油层中采用注水工艺技术的仍然是重要的手段，而其中关键的问题之一是如何将水质处理达标，防止注入水中的杂质堵塞中低渗透油层，需对已经常规处理的水再进一步处理，我们称它为“深度”处理。     

基于分子模拟的纳米孔内甲烷吸附与扩散特征

页岩气是目前非常规油气研究热点，加强甲烷渗流机理研究对页岩气藏开发具有重要意义。基于分子动力学模拟甲烷分子在纳米孔隙中的流动行为，构建了狭缝孔隙模型，并在此基础上分析孔径、压力、矿物种类和孔隙含水量对甲烷分子扩散能力的影响，讨论了天然气在微观多孔介质中的扩散规律。研究表明，甲烷分子在温度升高和孔径增大时扩散加快，而在压力增大时扩散变缓。孔隙壁面的矿物类型对甲烷分子的扩散有显著影响，在有机质、石英和高岭石中扩散系数依次减小。石墨烯构成的有机质孔隙对甲烷的吸附能力大于无机孔隙，主要是因为石墨烯特有的结构和光滑的表面对甲烷分子的扩散有促进作用。水分子对甲烷分子的扩散起抑制作用，甲烷的扩散系数随含水量的增加逐步下降，在有机孔隙中水分子以团簇的形式阻碍甲烷分子的扩散，而无机孔隙中水分子则以"水膜"的形式吸附在孔隙壁表面。当无机矿物孔隙内水含量过高（ρ_w≥50%）时，孔隙内的水分子会聚集形成"水桥"，导致无机孔隙内甲烷的扩散系数低于有机孔隙。     

基于分子模拟的纳米孔内甲烷吸附与扩散特征

页岩气是目前非常规油气研究热点,加强甲烷渗流机理研究对页岩气藏开发具有重要意义。基于分子动力学模拟甲烷分子在纳米孔隙中的流动行为,构建了狭缝孔隙模型,并在此基础上分析孔径、压力、矿物种类和孔隙含水量对甲烷分子扩散能力的影响,讨论了天然气在微观多孔介质中的扩散规律。研究表明,甲烷分子在温度升高和孔径增大时扩散加快,而在压力增大时扩散变缓。孔隙壁面的矿物类型对甲烷分子的扩散有显著影响,在有机质、石英和高岭石中扩散系数依次减小。石墨烯构成的有机质孔隙对甲烷的吸附能力大于无机孔隙,主要是因为石墨烯特有的结构和光滑的表面对甲烷分子的扩散有促进作用。水分子对甲烷分子的扩散起抑制作用,甲烷的扩散系数随含水量的增加逐步下降,在有机孔隙中水分子以团簇的形式阻碍甲烷分子的扩散,而无机孔隙中水分子则以"水膜"的形式吸附在孔隙壁表面。当无机矿物孔隙内水含量过高(ρ_w≥50%)时,孔隙内的水分子会聚集形成"水桥",导致无机孔隙内甲烷的扩散系数低于有机孔隙。     

测量天然气在稠油中扩散系数的新方法

可靠的扩散系数测量方法对于稠油开发中气体注入方案设计、页岩气开发中流动机理研究和天然气成藏保存过程中气体运移方式的确定等都具有重要的意义。为此,提出了一种基于压力脉冲技术在稠油中测量扩散系数的新方法。首先通过压力脉冲实验来记录PVT容器空腔内的甲烷气体向稠油扩散过程中的压力变化,然后根据Fick第二定律和油气界面的动态边界条件建立数学模型,利用模型所得到的解析解对实验数据进行拟合得到相应的扩散系数。通过对数学模型的分析可以发现:在任一时刻空腔内还未流入油相中的气体物质的量与扩散达到平衡时流入油相中总的物质的量的比值,在时间较长时与无因次时间呈线性关系;与其他文献进行比较的结果表明,所建立方法的测量结果合理,并可推测出扩散系数随油相黏度的增加而逐渐减小;动态边界数学扩散模型符合实际气体扩散的物理过程,能准确地测量气体在稠油等有机质中扩散系数的大小。同时,所得到的新扩散系数测量方法还具有实验简便、操作简单、不用分析油相组分的优点。     

Measurement of gas diffusivity in heavy oils

Molecular diffusion of gases in oil plays a role in several heavy oil recovery processes. In solution gas drive, the gas diffusion coefficient has a direct impact on the amount of gas that is released and the level of supersaturation that exists during pressure depletion. In the Vapex process, molecular diffusion controls the rate at which the solvent vapour is absorbed by the oil. Molecular diffusion is also important in supercritical fluid extraction of heavy oils and in recovery of residual oil by miscible displacement. Unfortunately experimental data on gas diffusion coefficient in heavy oils are relatively scarce due to the tedious nature of diffusivity measurements. The main objective of this work was to develop a simple experimental technique for measuring gas diffusion coefficients in heavy oils. Diffusion coefficients of carbon dioxide and methane were measured by measuring the rate of gas absorption in a high-pressure windowed cell. The diffusion equation, coupled with the gas material balance equation, was used to history match the gas absorption data using the diffusion coefficient as an adjustable parameter. The diffusion coefficients calculated by this history match technique are compared with the reported values of diffusion coefficients in similar systems.     

高温高压下水平井钻井中的气体扩散研究

使用油基钻井液的过平衡钻井中，气体扩散进入井内是气体进入井内的途径之一。在等温等压条件下，储层中甲烷扩散进入储层内井眼段的气体量与甲烷在钻井液中的溶解度、区域内分子扩散系数、储层特性、内外滤饼厚度及扩散时间等因素有关。文章以使用油基钻井液进行的钻井作业为研究对象，对82 ℃（43 MPa）温压条件下的气藏进行了相态计算，并计算了钻井液静置期间的气体扩散。为了使计算更为符合客观实际，把储层内井眼段的气体扩散区域划分为环空钻井液区、外滤饼区、内滤饼区、滤液滞留区，根据各区的不同参数，对钻井停顿期间储层中天然气经过滤液滞留区、内滤饼区、外滤饼区后进入环空区的扩散量进行了计算，采用有限元方法进行了数值求解。计算表明，所选取的时间窗口中扩散量随时间增长而增长，有效扩散系数对甲烷的扩散量敏感度较高。改善分子扩散系数、孔隙度和曲折度的精度可以有效提高气体扩散的预测精度。     

RP-NP曲线在溶解气可采储量计算中的应用

通常，对于可采储量采出程度大于50％开发到中后期的油藏，累积产油量与累积生产气油比之间一般存在线形关系。当累积产油量等于原油可采储量时，对应的累积生产气油比与原油可采储量的乘积，即为溶解气可采储量。值得注意的是，计算时必须遵循每一时刻瞬时生产气油比都大于或等于零的基本原则，在这一基本原则指导下，给出了预测最终累积生产气油比时直线外推的范围，以及在不同范围溶解气可采储量相应的计算公式。     

松辽盆地深层煤型气的地球化学特征

松辽盆地是一个富含油气的大型陆相沉积盆地,其古气候以温暖潮湿为主,晚侏罗世断陷型煤系地层发育,煤系所含的有机质以腐殖型为主,埋藏深度大,处于高成熟-过成熟阶段,是天然气的主要来源。深层煤型气以甲烷含量高、重烃含量低、氦气和汞含量高、甲烷碳同位素重为特征,是典型的煤型气气源对比表明。天然气来自侏罗纪煤系地层。深层煤型气是本区主要勘探对象。     

MDT单压力点确定油/气/水界面方法

在进行MDT电缆地层压力测试时,油/气层较薄等原因很容易造成所测的合格压力数据点太少,无法对这些数据点进行地层压力梯度拟合,从而无法确定油/气/水界面.通过对MDT电缆地层压力测试原理分析研究,提出了利用MDT单压力数据点确定油/气/水界面的方法,在给定地层流体密度的前提下,如果能够在油/气层和水层分别测得一个合格的压...     

深部低阶煤三相态含气量建模及勘探启示——以准噶尔盆地侏罗纪煤层为例

准噶尔盆地低阶煤煤层气资源量巨大,其勘探开发突破是提高我国煤层气产量的重要途径之一。针对该区低阶煤浅部含气性差、深部含气量测试数据匮乏且现有技术手段难以准确测试的状况,从煤层气三相态含气量基本构成出发,开展了低阶煤较高温度和压力条件下甲烷的等温吸附、溶解度、密度和孔隙率等一系列实验,分析了影响甲烷吸附气量、溶解气量和游离气量的相关因素,构建了深部低阶煤吸附气、溶解气和游离气三相态含气量的计算模型。以准噶尔盆地低阶煤储层为例,利用该模型计算的结果显示:三相态含气量构成以吸附气量和游离气量为主,溶解气量所占比例较少;随埋深增加和含水饱和度降低,含气量构成序列由吸附气量高于游离气量转换为游离气量高于吸附气量;含水饱和度越低,其相对含气量转换深度越浅。综合分析后认为,该区深部低阶煤气体构成以游离气为主,煤层气勘探的思路则要以寻找圈闭和局部构造高点为主。     

沁水盆地盖层对煤层气富集的影响

从煤层气藏封盖机理探讨开始，分析了沁水盆地以及其他含煤盆地煤层气富集与盖层的关系。研究认为，实际上盖层对煤层气的保存同样重要，煤层气藏对盖层封盖性的要求就是要使煤层能够达到最佳的吸附量或含气量。研究结果：①良好的盖层条件可以减缓煤层气的散失，同时可间接抑制煤层气的解吸； ②具有封盖性好的上覆盖层（顶板）和下伏隔层（底板）的煤层有利于煤层气的富集；③煤层埋藏太浅，盖层封盖条件变差，不利于成藏；④埋深适中，具有稳定分布、封盖性好顶底板的煤层有利成藏。沁水盆地盖层与含气量的关系说明，盖层厚度大、泥质含量高、高突破压力和一定的埋深对煤层气的保存是有利的。