纳米孔隙中页岩气扩散模拟实验和数学模型分析

深层页岩气在纳米孔隙中的扩散行为分为体相扩散（Fick和Knudsen扩散）和表面扩散。为了定量评价温度、压力等对扩散系数的影响,揭示深层页岩气的保存机理,以南方鄂西秭归茅坪地区寒武系牛蹄塘组页岩为实验对象,在不同温压条件下,通过等压扩散实验对纳米孔隙甲烷扩散进行实验模拟。结果表明：（1）扩散系数D_F随压力增大而减小（当压力大于30 MPa时,D_F趋于平稳）,随温度升高而增大;（2）在高温高压环境下,D_F受压力影响更大,总体趋于减小。随后,定量考虑了温度、压力、孔隙及岩性特征对各种扩散行为的影响,建立了数学模型。该模型与模拟实验结果相似,可以相互验证：（1）温度升高促使分子动能增大,导致体相和表面扩散系数都增大,而压力增大虽然会使Fick扩散和表面扩散作用稍微加强,但会显著限制Knudsen扩散并最终导致总扩散作用降低;（2）孔径增大加强了体相扩散作用,削弱了表面扩散作用。最后,结合具体研究区块,认为深层高压环境有利于页岩纳米孔隙气藏的保存,而地层抬升释放压力的过程是页岩气散失的主要阶段。     

碳酸盐岩溶蚀窗的形成及地质意义

设计了温度压力同时变化的溶蚀模拟实验,得到了一组近似箱状曲线的溶蚀率变化曲线。溶蚀作用在开始阶段随温度、压力的上升,溶蚀率上升,在60～120℃（13～31MPa）形成一个高峰箱顶。该曲线表明,在一定深度（溶蚀窗）范围内,CO₂对碳酸盐岩的溶蚀能力保持在较高的水平。而当深度进一步增加时,溶蚀能力急剧下降,当埋深相当于4 000 m左右时,溶蚀能力达到最低,此时的溶蚀能力仅比常温下略高一些。该溶蚀试验结果对于深埋溶蚀作用的理解及有利储层的预测有着重要的意义。     

新汶地区煤系烃源岩生烃热模拟实验研究

采用囊式生烃封闭装置系统进行煤系烃源岩热模拟实验的分析研究,对新汶地区二叠系煤系烃源岩样品开展了产烃特征的分析,实验表明石炭系煤系烃源岩具有较好的生烃潜力,气态烃产率随温度变化而不同。将生烃阶段划分为连续生烃和二次生烃两种形式。连续生烃过程生成的天然气干燥系数低于二次生烃过程。从500℃~550℃开始,二者干燥系数又趋于一致,主要以生成甲烷为主。当二次生烃现象越多,总产气量就越少。     

火山岩凝析气藏物质平衡方程及应用

运用物质平衡方法准确计算火山岩凝析气藏的动态储量,有助于编制气藏开发方案.采用理论研究结合实验数据检验的方法,从物质守恒原理入手,考虑底水侵入、基质和裂缝双孔隙储集结构等因素的影响,推导了具有火山岩凝析气藏储层特征的物质平衡方程.采用全直径岩心进行了凝析气藏衰竭模拟实验,运用实验数据对推导的火山岩凝析气藏物质平衡方程进行了检验计算,结果表明运用该方程计算的岩心储气量与实验开始前岩心饱和的凝析气量偏差极小,能够准确计算火山岩凝析气藏的动态储量.应用该方程计算新疆滴西气田滴西44区块的凝析气储量为215.424×108 m3.     

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通过对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低 (Ro=0 .4% )的煤岩及煤岩中的显微组分镜质组进行了从 2 5 0～ 5 5 0℃的热模拟实验 ,发现无论是煤岩还是镜质组 ,热模拟气体组分中氮主要在低温阶生成 ;3 0 0℃时达到最大 ;反映了煤岩在未成熟阶段 ,相当于Ro<0 .6% ,大量蛋白质发生水解作用而产生氨基酸 ,氨基酸很不稳定 ,在黏土矿物的作用下生成NH3,而NH3被进一步氧化生成氮。镜质组在 45 0℃时仍有少量氮的生成 ,由于部分含氮化合物在热催化作用下降低了氨基断裂所需的活化能而生成NH3,NH3在黏土矿物的作用下生成氮。因此 ,在煤岩热演化过程中从未成熟到成熟都有氮的生成 ,特别是未成熟阶段 ,从而为油气的勘探与开发提供科学依据     

硫酸盐热还原作用模拟实验装置的材料选择

硫酸盐热还原作用(TSR)成因的硫化氢是高含硫天然气藏中硫化氢的主要来源,深入研究TSR反应机理,需要开展系统深入的模拟实验。但是,不同材料制作的实验装置,实验结果相差甚远。为了探讨实验装置材料对实验结果的影响,该文对高温高压合金釜、石英管以及金管等实验装置进行了对比试验。实验结果证实:①高温高压合金釜的金属参与反应形成金属硫化物,不适合用于TSR模拟实验;②高温高压条件下,石英可以跟硫酸盐反应生成硅酸盐,因此石英管也不适合用于TSR模拟实验;③黄金不与TSR反应物、中间产物或者产物中的任何一种物质发生反应,黄金管—高压釜限定体系装置虽然受金管容积所限,模拟产物量不足以进行轻烃指标的分析,但是其产物量足以进行气体产物组分及碳同位素测试,是较好的一种TSR模拟实验装置。     

煤岩显微组分模拟实验气态产物碳氢同位素特征

碳氢同位素研究是油气地球化学研究的一个重要方面。通过对神山褐煤镜质组与丝质组中碳氢同位素的分析得出:同一温阶,镜质组和丝质组气体产物中甲烷及其同系物具有与天然气相似的碳同位素分布特征,随烷烃分子碳数增加而逐渐增高,即δ13C1δ13C2δ13C3;不同温阶时,气体产物中甲烷及其同系物的δ13C具有明显的同位素分馏特征,即随温度的增加δ13C1、δ13C2、δ13C3值相应增高。而对镜质组与丝质组气体产物中的δD而言:同一温阶,具有δDH2δD1δD2δD3δD4的规律;不同温阶,随温度的增加,δDH2、δD1、δD2、δD3、δD4值相应增高,也表现出明显的同位素分馏特征。     

湖盆沉积模拟测桥控制系统设计

介绍湖盆测桥控制系统的硬软件设计方法,用ＰＣ机打印口中控制步进电机驱动器,以控制知接Ｘ,Ｙ二自由度精确定位控制,用Ｃ＋＋编写底层硬件接口驱动程序,ＣＶＢ实现上层应用程序,控制结果表明Ｘ方向每步８０ｃｍ,Ｙ方向每步６０ｃｍ。     

柴达木盆地未成熟—低成熟油形成实验模拟

为研究柴在木盆地第三系未成熟－低成熟石油形成机理,进行了模拟实验,实验分Ｙ,Ｚ两个系列。Ｙ系列用全样模拟,全面反映有机质演化过程。比较接近自然状态。Ｚ系列用除去可溶有机质的样品模拟,主要反映地干酪根生烃过程,能够帮助认识干酷 和可溶有要质生烃的特点及其区别。结果表明可溶有机持在较低温度条件下的热演化产物具备了柴达木盆地第三系未成熟－低成熟石油的主要特征－烷烃与芳烃之比较     

塔西南坳陷烃源岩生烃动力学研究

采用黄金管-高压釜封闭体系对塔西南坳陷侏罗系烃源岩进行了生烃动力学研究．求取了甲烷、C2～C5气态烃生成的动力学参数,并模拟计算了具体地质条件下的生烃史。结果表明．塔西南坳陷侏罗系煤和泥岩均具有较好的产气性,在中高演化阶段主要产甲烷气;甲烷生成活化能分别介于47～66．43～67kcal／mol之间,C2～C5气态烃生成活化能分别介于53～69．49～66kcal／mol之间。生烃动力学模拟可较好地吻合地质条件下烃源岩生烃过程,在天然气评价与勘探中具有广泛应用前景。