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低渗废弃气藏注超临界CO_(2)采热发电技术及经济性分析

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石油学报 2022年第1期43卷 156-166页

作者：崔国栋任韶然裘智超张亮中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油天然气集团有限公司科技管理部北京100007

高温废弃气田埋藏深、渗透率低、地热能丰富,适合循环注采CO_(2)开发。为实现CO_(2)现场应用及地热高效开发,可在地热开采前注入CO_(2)提高天然气采收率并恢复气藏压力。但对地下CO_(2)采热过程还缺少系统研究,利用地面CO_(2)发电热力... 详细信息

高温废弃气田埋藏深、渗透率低、地热能丰富,适合循环注采CO_(2)开发。为实现CO_(2)现场应用及地热高效开发,可在地热开采前注入CO_(2)提高天然气采收率并恢复气藏压力。但对地下CO_(2)采热过程还缺少系统研究,利用地面CO_(2)发电热力循环过程也未见相关报道,CO_(2)采热发电的经济性更需详细分析。为此,首先基于典型高温废弃气田建立了地热开发模型,全过程分析了地下CO_(2)采热各阶段储层温压变化和采热速率;随后提出了有机朗肯循环和CO_(2)直接循环发电方式,对发电热力循环过程进行了优化计算;最后采用平准化发电成本计算方法,对CO_(2)采热发电成本进行了评价。研究结果表明,对于120℃、1500 m×1000 m×50 m的废弃气藏,提高采收率和压力恢复阶段可埋存CO_(2)11.75×10^(8)m^(3);CO_(2)注采方式对地热阶段CO_(2)埋存量影响较大,但30年内CO_(2)采热速率均可维持在约10 MW;有机朗肯循环系统发电速率最高为132.7 kW,而CO_(2)直接循环系统可达718.5 kW;CO_(2)购买费用对发电成本影响较大,价格低于7~10美元/t时,低渗废弃气藏注CO_(2)采热发电成本与现有煤电成本持平。

关键词：废弃气藏 CO_(2)采热 CO_(2)地质封存有机朗肯循环 CO_(2)直接循环

超稠油注空气辅助蒸汽吞吐开发氧化结焦机制及其对生产效果的影响

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中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第3期46卷 113-121页

作者：王延永王晓光张亮任韶然成都理工大学能源学院四川成都610059 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

深入分析注空气辅助蒸汽吞吐过程低温氧化微观生焦机制,结合基于原油四组分及局部平衡反应的低温氧化生焦模型,通过数值模拟方法研究氧化结焦对储层物性及开发效果的影响。结果表明焦炭沉积会对注空气辅助蒸汽吞吐采收率产生不利影响;... 详细信息

深入分析注空气辅助蒸汽吞吐过程低温氧化微观生焦机制,结合基于原油四组分及局部平衡反应的低温氧化生焦模型,通过数值模拟方法研究氧化结焦对储层物性及开发效果的影响。结果表明焦炭沉积会对注空气辅助蒸汽吞吐采收率产生不利影响;在数值模拟中需要考虑焦炭沉积对储层孔渗的影响,不考虑渗透率变化时预测所得采收率偏高;同时,结焦过程需要考虑生焦诱导期的影响,不考虑生焦诱导期将使预测采收率相对偏低;注减氧空气辅助蒸汽吞吐有助于降低氧化结焦的消极影响,在提高采收率的同时降低施工过程的安全隐患。

关键词：注空气超稠油油藏低温氧化结焦提高采收率

阳离子表面活性剂预处理地层延长防垢剂挤注返排寿命

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油田化学 2022年第4期39卷 711-716页

作者：宋浩俊张亮梁玉珠李杨任韶然中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580

海上油田注海水开发,注入水与地层水的不配伍常导致油井硫酸盐结垢现象严重。为有效延长防垢剂挤注寿命,在前置液中添加吸附增强剂,以提高防垢剂在地层中的吸附量和降低防垢剂解吸速度。选择季铵盐表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC... 详细信息

海上油田注海水开发,注入水与地层水的不配伍常导致油井硫酸盐结垢现象严重。为有效延长防垢剂挤注寿命,在前置液中添加吸附增强剂,以提高防垢剂在地层中的吸附量和降低防垢剂解吸速度。选择季铵盐表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)和阳离子Gemini表面活性剂酰胺基双子季铵盐(GS-A6)为吸附增强剂、聚丙烯酸钠(PAAS)为防垢剂,开展了吸附增强剂与防垢剂的配伍性实验、静态吸附实验和动态吸附-解吸实验。结果表明,在120℃下,两种吸附增强剂与防垢剂的配伍性良好,可提高防垢剂在地层中的吸附量至3倍以上。当含油饱和度从0增至80%时,DTAC预处理岩心后,PAAS的返排寿命从1500 PV降至约1300 PV;而GS-A6在不同浓度、不同含油饱和度情况下,返排寿命均超过1500 PV,适用于不同开发阶段的油井防垢。与DTAC相比,GS-A6具有临界胶束浓度低、表面活性高的优点,延长防垢剂挤注寿命和驱油效果更好。

关键词：吸附增强剂防垢剂阳离子表面活性剂挤注寿命

CO_(2)在玄武岩中矿物封存研究进展及关键问题

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高校化学工程学报 2022年第4期36卷 473-480页

作者：张亮温荣华耿松鹤时贤郝永卯任韶然中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 非常规油气开发教育部重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580

玄武岩分布广泛,CO_(2)埋存潜力巨大,为掌握玄武岩CO_(2)矿物封存的研究现状,推动我国玄武岩CO_(2)地质埋存技术发展,综述了玄武岩的储层物性、CO_(2)封存机理、埋存潜力、埋存方案等方面的研究进展及工程实施效果,总结了CO_(2)玄武岩... 详细信息

玄武岩分布广泛,CO_(2)埋存潜力巨大,为掌握玄武岩CO_(2)矿物封存的研究现状,推动我国玄武岩CO_(2)地质埋存技术发展,综述了玄武岩的储层物性、CO_(2)封存机理、埋存潜力、埋存方案等方面的研究进展及工程实施效果,总结了CO_(2)玄武岩埋存优势及亟待解决的关键问题。气水同注可以实现最快的CO_(2)矿物封存,冰岛的碳封存项目CarbFix已成功证明了在玄武岩开展CO_(2)矿物封存的可行性,但仍存在以下关键问题需解决,包括揭示地层孔隙条件下CO_(2)-玄武岩-地层水的相互作用特征,明确地化反应导致的固相颗粒运移、沉积以及可能引起的孔喉堵塞风险,建立完善的玄武岩储层筛选和CO_(2)埋存潜力评价方法,提出成本低、安全有效的CO_(2)快速矿物封存方案。

关键词： CO_(2) 玄武岩封存机理埋存潜力示范工程

低含油条件下烷基季铵盐类化合物的水合物防聚机制和性能

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中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第3期46卷 122-128页

作者：张攀锋杜翔睿闫方平任韶然单宇裴树峰张亮中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 海洋石油工程股份有限公司天津300451 承德石油高等专科学校石油工程系河北承德067000 中国石化中原油田分公司河南濮阳457001

利用十六烷基和十二烷基三甲基溴化铵(HTAB、DTAB)作为水合物防聚剂,通过搅拌式试验装置研究其在低含油条件下的水合物防聚性能,基于含油量、过冷度、水相转换率对防聚效果的影响,分析其防聚机制。结果表明在无油相条件下质量分数为1%的... 详细信息

利用十六烷基和十二烷基三甲基溴化铵(HTAB、DTAB)作为水合物防聚剂,通过搅拌式试验装置研究其在低含油条件下的水合物防聚性能,基于含油量、过冷度、水相转换率对防聚效果的影响,分析其防聚机制。结果表明在无油相条件下质量分数为1%的HTAB能加速水合物的生成,使水相转换率(质量分数)从29.7%提高到54.2%,最终形成致密的块状水合物;1%HTAB体系中加入体积分数为22.2%的煤油时,最终72.89%的水转换成水合物,但水合物呈松散颗粒状,不聚集,具有良好的防聚作用,且不受过冷度的限制;HTAB分子碳链的亲油性能使油膜覆盖于水合物颗粒表面,从而抑制颗粒的聚集;HTAB促进水转换成水合物,使体系中煤油含量相对增加,进而促进体系转变成油包水乳状液,发挥更好的防聚效果。

关键词：水合物防聚剂含油量过冷度水相转换率海底管道

CO_2地质埋存:国外示范工程及其对中国的启示

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中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第1期34卷 93-98页

作者：任韶然张莉张亮中国石油大学石油工程学院山东东营257061 中石化胜利油田地质科学研究院山东东营257015

介绍了油藏埋存、气藏埋存、煤层埋存和盐水层埋存等CO2地质埋存技术,并对各种埋存技术的成熟度及优缺点进行分析。综述了目前国外正在进行和将要进行的CO2地质埋存示范工程,并从工程目的、CO2气源、埋存体选择、资金来源、公众和政府... 详细信息

介绍了油藏埋存、气藏埋存、煤层埋存和盐水层埋存等CO2地质埋存技术,并对各种埋存技术的成熟度及优缺点进行分析。综述了目前国外正在进行和将要进行的CO2地质埋存示范工程,并从工程目的、CO2气源、埋存体选择、资金来源、公众和政府的认可程度等方面总结示范工程的启示。建议中国应该加强国际间的合作,积极开展CO2地质埋存技术的研究和应用,可在油田首先实施CO2埋存示范工程,对国内各大盆地进行系统的埋存潜力评估,加强对盐水层地质资料的积累及对盐水层埋存机制的研究,鼓励发展与碳捕集和埋存技术相关的国产设备,制定合理的碳税政策等。

关键词： CO2 温室气体碳捕集与埋存技术(CCS) 地质埋存示范工程

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油田驱油用CO_(2)泡沫剂体系研究进展

中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第4期46卷 102-108页

作者：任韶然杜翔睿孙志雄许鹏张攀锋仝永帅裴树峰张亮中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000 海洋石油工程股份有限公司天津300451

利用CO_(2)泡沫体系控制气窜和降低气体流度是CO_(2)驱油工艺成功的关键技术。但由于CO_(2)的活性较高,常规表面活性剂形成的CO_(2)泡沫在油藏条件下没有氮气和天然气泡沫那样稳定,因此需要研发具有良好抗温、抗盐和稳定性能的CO_(2)表... 详细信息

利用CO_(2)泡沫体系控制气窜和降低气体流度是CO_(2)驱油工艺成功的关键技术。但由于CO_(2)的活性较高,常规表面活性剂形成的CO_(2)泡沫在油藏条件下没有氮气和天然气泡沫那样稳定,因此需要研发具有良好抗温、抗盐和稳定性能的CO_(2)表面活性剂体系。对CO_(2)泡沫剂体系的研发和应用进展进行总结描述,分析不同CO_(2)泡沫用表面活性剂体系的有效性及作用机制,包括基于常规表面活性剂的CO_(2)泡沫体系、CO_(2)气溶性表面活性剂体系、CO_(2)敏感性表面活性剂体系和不同表面活性剂/泡沫稳定剂复配体系,对高效CO_(2)表面活性剂的进一步研发和现场应用提供指导。

关键词： CO_(2)泡沫表面活性剂气溶性表面活性剂 CO_(2)敏感性表面活性剂复配体系

油藏CO_2驱及封存过程中地化反应特征及埋存效率

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中国石油大学学报（自然科学版） 2017年第6期41卷 123-131页

作者：崔国栋张亮任韶然章杨中国石油大学石油工程学院山东青岛266580 大港油田采油工艺研究院天津300280

油藏CO_2驱过程中,CO_2与地层水和岩石矿物发生化学反应,影响地层物性和CO_2的埋存形式。基于吉林油田某高温油藏的地层及流体性质,建立考虑地层水蒸发、水中CO_2溶解扩散、CO_2-地层水-岩石地化反应和孔渗关系的CO_2驱及埋存综合模拟模... 详细信息

油藏CO_2驱过程中,CO_2与地层水和岩石矿物发生化学反应,影响地层物性和CO_2的埋存形式。基于吉林油田某高温油藏的地层及流体性质,建立考虑地层水蒸发、水中CO_2溶解扩散、CO_2-地层水-岩石地化反应和孔渗关系的CO_2驱及埋存综合模拟模型,分析不同阶段的地化反应特征和CO_2埋存形式,研究CO_2注入方式对提高采收率和埋存效率的影响。结果表明:在CO_2驱油阶段,地化反应对储层孔隙度和渗透率产生一定影响,但对采收率的影响较小,CO_2主要以构造形式埋存于油藏内;在后续埋存阶段,气态CO_2通过地化反应不断转化为矿物形式,造成地层压力下降;水气交替注入方式可提高原油最终采收率和CO_2一次埋存效率,应为首选注入方式;对于其CO_2埋存量的不足,可在CO_2驱后注入一定的CO_2进行补充,同时起到维持地层压力的作用。

关键词：高温油藏 CO2驱 CO2埋存地化反应埋存效率

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高温气藏地层水蒸发盐析规律及对产能的影响

石油勘探与开发 2016年第5期43卷 749-757页

作者：崔国栋任韶然张亮任博庄园李欣韩波张攀锋中国石油大学(华东)石油工程学院 The University of Texas at Austin

为了研究高温气藏地层水蒸发盐析规律,根据油-气-水三相热力学平衡及盐类溶解/沉淀原理和地层水蒸发盐析实验结果,建立了考虑地层水蒸发、水中Na Cl沉淀和储集层孔渗变化的综合盐析模型,对高温气藏开发过程中地层水蒸发盐析现象及其影... 详细信息

为了研究高温气藏地层水蒸发盐析规律,根据油-气-水三相热力学平衡及盐类溶解/沉淀原理和地层水蒸发盐析实验结果,建立了考虑地层水蒸发、水中Na Cl沉淀和储集层孔渗变化的综合盐析模型,对高温气藏开发过程中地层水蒸发盐析现象及其影响因素进行了分析,并提出了预防和解除储集层盐析伤害的方法。研究结果表明,气藏开发过程中盐析主要发生于生产井区域。含水饱和度小于束缚水饱和度时,生产井区域最终析出盐浓度较小,盐析对储集层的影响可以忽略;含水饱和度高于束缚水饱和度时,流动的地层水不断将Na Cl携带至井筒处,从而造成生产井区域Na Cl大量析出,严重损害甚至完全堵塞储集层,最终缩短气藏开发生命周期。储集层温度、地层水盐度和储集层孔隙度的增加会加剧盐析对储集层的伤害,开采速率和储集层渗透率的增加会降低盐析对储集层的伤害。

关键词：高温气藏蒸发盐析生产井区域含水饱和度储集层伤害