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中国页岩气压裂十年:回顾与展望

天然气工业 2021年第8期41卷 121-142页

作者：赵金洲任岚蒋廷学胡东风吴雷泽吴建发尹丛彬李勇明胡永全林然李小刚彭瑀沈骋陈曦宇尹庆贾长贵宋毅王海涛李远照吴建军曾斌杜林麟 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学四川省成都610500 中国石化石油工程技术研究院中国石化勘探分公司中国石化江汉油田分公司中国石油西南油气田公司中国石油集团川庆钻探工程有限公司中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司中石油煤层气有限责任公司捷贝通石油技术集团股份有限公司东方宝麟科技发展(北京)有限公司

我国于2010年实施第一口页岩气井压裂,历经10年的发展,已经成为全球第二个掌握页岩气开发核心技术的国家,实现了页岩气压裂技术从无到有、从跟跑到部分领跑的发展跨越,创建形成了适合于我国中浅层海相页岩气开发的压裂理论与技术体系。... 详细信息

我国于2010年实施第一口页岩气井压裂,历经10年的发展,已经成为全球第二个掌握页岩气开发核心技术的国家,实现了页岩气压裂技术从无到有、从跟跑到部分领跑的发展跨越,创建形成了适合于我国中浅层海相页岩气开发的压裂理论与技术体系。为了助推我国页岩气产量实现新的跃升,在梳理中美两国页岩气压裂技术发展进程的基础上,全面回顾了我国在页岩气压裂基础理论与优化设计方法、液体体系、压裂工具及工艺技术方面的发展历程与进展现状,总结了压裂甜点识别、缝网扩展模拟与调控、岩体水化与返排控制、缝网体积评价表征等基础理论与优化方法的研究成果;论述了滑溜水压裂液体系、少水或无水新型压裂液的研制与应用;评价了可钻复合桥塞、可溶性桥塞、大通径桥塞和套管固井滑套等分段压裂工具的发展与自主研发水平;阐述了现场工艺技术的实施状况,包括早期实施的常规分段分簇压裂到目前的“密簇”压裂、暂堵压裂等。在此基础上,系统分析了目前我国页岩气压裂技术面临的挑战,展望了相关技术的发展方向。结论认为,我国需要持续开展适合于国内深层—超深层海相页岩气、陆相—海陆过渡相页岩气的压裂理论与技术方法攻关研究,以支撑和助推未来我国页岩气高效开发。

关键词：中国页岩气缝网压裂压裂理论压裂技术液体与工具深层—超深层海相页岩气陆相—海陆过渡相页岩气

中国大型LNG/FLNG绕管换热器研发进展与工业化应用

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中国海上油气 2023年第2期35卷 168-183页

作者：陈杰中海石油气电集团有限责任公司北京100028 中海石油气电集团澳大利亚投资控股有限公司澳大利亚布里斯班12050

大型LNG/FLNG绕管换热器是FLNG和大型LNG生产建设的核心装备,技术门槛高,长期由美国APCI和德国Linde公司垄断。本文全面回顾了中国在大型LNG/FLNG绕管换热器研发和工业化应用方面的最新进展,主要包括:①构建了适用于烷烃工质冷凝与沸腾... 详细信息

大型LNG/FLNG绕管换热器是FLNG和大型LNG生产建设的核心装备,技术门槛高,长期由美国APCI和德国Linde公司垄断。本文全面回顾了中国在大型LNG/FLNG绕管换热器研发和工业化应用方面的最新进展,主要包括:①构建了适用于烷烃工质冷凝与沸腾流动的高精度数值模拟方法,提升了数值计算的准确性和稳定性,数值模拟结果与实验数据相对误差在±20%以内;揭示了晃动及结构参数对烷烃工质复杂相变流动传热的影响机制,建立了烷烃工质复杂相变流型转换准则与分流型的流动换热关联式;开发了具有自主知识产权的大型LNG/FLNG绕管换热器仿真设计软件,其仿真结果与现场运行数据平均相对误差小于5%。②研制了300 m以上超长无缝换热铝合金管及3种适用于LNG/FLNG绕管换热器的新型均布器,形成了基于铝换热管的大型LNG/FLNG绕管换热器结构优化设计技术,开发出了中国首套全铝制30万m3/d LNG/FLNG绕管换热器,通过了CCS认证,并制定了相关企业标准。③搭建了全球首个LNG/FLNG绕管换热器工业化测试平台,完成了首套全铝制30万m3/d LNG/FLNG绕管换热器静止和晃荡工业化应用测试,结果表明国产LNG/FLNG绕管换热器在换热等方面性能良好。相关研究成果为未来自主设计和建造大型LNG/FLNG绕管换热器奠定了基础。

关键词：南海 LNG FLNG 绕管换热器低温试验和模拟冷凝与沸腾流动相变流型转换准则流动换热关联式仿真设计软件铝换热管工业化测试平台

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陆相页岩气层的CO_2压裂技术应用探讨

天然气工业 2014年第1期34卷 64-67页

作者：王香增吴金桥张军涛陕西延长石油(集团)有限责任公司陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院

中国陆相页岩气资源潜力较大。与海相页岩相比,陆相页岩气层具有厚度薄、脆性矿物含量低、黏土矿物含量高、压力低等特点,海相页岩气的开发技术(特别是压裂技术)并不完全适用。为此,针对陆相页岩气层的储层特征和压裂改造难点,分析了CO... 详细信息

中国陆相页岩气资源潜力较大。与海相页岩相比,陆相页岩气层具有厚度薄、脆性矿物含量低、黏土矿物含量高、压力低等特点,海相页岩气的开发技术(特别是压裂技术)并不完全适用。为此,针对陆相页岩气层的储层特征和压裂改造难点,分析了CO2泡沫压裂技术、CO2增能压裂技术和液态CO2压裂技术的特点,并在鄂尔多斯盆地中生界延长组长7段页岩气层开展了液态CO2压裂、CO2增能压裂应用试验。结果表明:纯液态CO2在2.0m3/min排量下可压开长7段页岩气层,压后排液迅速,24h后即点火可燃;同时,CO2增能压裂能显著提高压裂液返排速度和返排率,缩短排液周期,有利于陆相页岩气的勘探开发。此外,根据目前国内压裂设备和技术现状以及环保问题,提出了陆相页岩气层CO2压裂技术今后的应用和发展思路。

关键词：页岩气陆相页岩 CO2增能压裂液态CO2压裂应用试验鄂尔多斯盆地

柴达木盆地英西地区S3-1井渐新统下干柴沟组储集空间类型

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地球科学与环境学报 2017年第2期39卷 255-266页

作者：黄成刚崔俊关新常海燕杨森惠媛媛吴梁宇吴丽荣中国石油天然气集团公司油藏描述重点实验室甘肃兰州730020 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020 中国石油青海油田公司勘探开发研究院甘肃敦煌736202 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500

近年来,柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组的油气勘探取得了重大发现,但其主要储集空间类型一直是争论的焦点。基于对S3-1井的岩芯观察和系统的微观岩石学、结构学特征研究,总结出其主要储集空间类型为白云石晶间孔,而非溶蚀孔。其主... 详细信息

近年来,柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组的油气勘探取得了重大发现,但其主要储集空间类型一直是争论的焦点。基于对S3-1井的岩芯观察和系统的微观岩石学、结构学特征研究,总结出其主要储集空间类型为白云石晶间孔,而非溶蚀孔。其主要证据包括:(1)高沉积速率的暗色层段难以发生暴露溶蚀;(2)白云石为岩石最重要的矿物组分之一;(3)场发射扫描电镜下可见棱角状晶间孔广泛发育;(4)岩芯上观察到的孔洞系统在偏光显微镜下可见其均发育于裂缝之中,为盐类矿物结晶所致,非溶蚀而成;(5)"特低孔-特低渗"的物性特征;(6)较高的排驱压力、较小的连通孔喉半径以及极低的退汞效率;(7)荧光显微镜下表现为整体发光特征。这些发育极广的基质孔隙储油是英西地区亿吨级油田高产稳产的主控因素之一,研究结果对下一步勘探部署具有重要的指导意义。

关键词：白云石晶间孔溶蚀孔下干柴沟组特低孔-特低渗动力学屏障准同生交代英西油田柴达木盆地

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多孔介质中示踪剂渗流的油藏特征色谱效应

重庆大学学报（自然科学版） 2013年第9期36卷 58-63页

作者：刘同敬姜宝益刘睿张新红谢晓庆中国石油大学(北京)提高采收率研究院北京102249 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油天然气集团公司三次采油重点实验室北京102249 北京市温室气体封存与资源化利用重点实验室北京102249 中国华电集团科学技术研究总院有限公司北京100035 中国石油大学(北京) 北京102249 中国原子能科学研究院同位素研究所北京102413 中海油研究总院北京100027

国内外矿场实践证明,目前油田井间示踪监测解释中存在解释模型部分明显偏离了合理的范畴,存在考虑因素过于单一、片面的问题,不能很好适应多孔介质复杂渗流的定量化描述,为此设计完成了示踪剂微观可视化实验和天然长岩心驱替实验,定性... 详细信息

国内外矿场实践证明,目前油田井间示踪监测解释中存在解释模型部分明显偏离了合理的范畴,存在考虑因素过于单一、片面的问题,不能很好适应多孔介质复杂渗流的定量化描述,为此设计完成了示踪剂微观可视化实验和天然长岩心驱替实验,定性、定量的分析多孔介质示踪剂渗流特征,并提出了示踪剂渗流具有的油藏特征色谱效应。示踪剂微观可视化实验显示:油藏特征色谱效应的基础是存在的,即小分子示踪剂可以进入束缚水、不连通孔隙及低渗团块。天然长岩心驱替实验显示:小尺寸非均质强的天然长岩心,水的突进和绕流明显,油藏特征色谱效应明显,水的运移速度和示踪剂孔隙运移速度差距大。对井间示踪剂监测的量化解释和定性认识具有极其重要的指导意义。

关键词：示踪剂色谱效应多孔介质渗流实验可视化天然长岩心

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风化壳储层分类、特征及油气勘探方向

岩性油气藏 2018年第2期30卷 12-22页

作者：毛治国崔景伟綦宗金王京红苏玲中国石油勘探开发研究院北京100083 国家能源致密油气研发中心北京100083 中国石油天然气集团公司油气储层重点实验室北京100083 中国石油长城钻探工程公司测试分公司北京100101

作为一种由风化改造而成的油气储层,风化壳储层具有其特殊性。在已有研究成果的基础上,结合全球已发现的风化壳储层,界定了风化壳储层的内涵,提出了三级分类方案,梳理了其全球分布及特征。认为风化壳储层可以分为隆升风化型和基岩风化型... 详细信息

作为一种由风化改造而成的油气储层,风化壳储层具有其特殊性。在已有研究成果的基础上,结合全球已发现的风化壳储层,界定了风化壳储层的内涵,提出了三级分类方案,梳理了其全球分布及特征。认为风化壳储层可以分为隆升风化型和基岩风化型,在全球不同地区和层系上均有分布;岩性几乎包括了碎屑岩、碳酸盐岩、岩浆岩及变质岩的所有岩石类型,表现出明显的多样性;储集空间类型复杂多样,孔隙(洞)型、裂缝型、孔缝复合型等均有发育;不同岩性的风化壳具有较独特的纵向结构和微观组构,纵向上形成了不同的层次结构和储集空间组合;平面上形成区域性分布的大型油气藏。中国含油气盆地的多旋回叠合发育了多期大中型不整合面,风化壳储层分布广泛,油气勘探潜力大;东部断陷—坳陷型叠合盆地风化壳油气勘探应以基岩风化型为主,中西部克拉通—前陆型叠合盆地风化壳油气勘探应以隆升风化型为主。

关键词：风化壳储层隆升风化型基岩风化型含油气盆地

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页岩储层可压裂性影响因素及评价方法

地学前缘 2012年第5期19卷 356-363页

作者：唐颖邢云李乐忠张滨海蒋时馨中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心北京100027 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 页岩气勘查与评价国土资源部重点实验室北京100083

可压裂性是页岩在水力压裂中具有能够被有效压裂的能力的性质,是页岩开发中最关键的评价参数,影响因素包括页岩脆性、天然裂缝、石英含量、成岩作用及其他因素,目前常利用页岩矿物组成或岩石力学参数来表征,难以全面反映页岩在水力压裂... 详细信息

可压裂性是页岩在水力压裂中具有能够被有效压裂的能力的性质,是页岩开发中最关键的评价参数,影响因素包括页岩脆性、天然裂缝、石英含量、成岩作用及其他因素,目前常利用页岩矿物组成或岩石力学参数来表征,难以全面反映页岩在水力压裂过程中的综合性质。采用极差变换和经验赋值方法将参数标准化,使用层次分析法确定不同因数对可压裂性影响的权重,使用标准化值与权重系数加权得到可压裂系数的数学模型可对页岩可压裂性进行定量评价。可压裂系数越大,页岩可压裂性越强。采用该模型计算渝东南地区渝页1井龙马溪组页岩可压裂系数为0.485 5,Barnett页岩可压裂系数为0.484 4,总体处于同一水平;同时,使用该模型将页岩可压裂性分为3个级别,可压裂系数在0.132 0～0.282 0的页岩可压裂性低,水力压裂效果不佳;可压裂系数在0.282 0～0.456 7的页岩可压裂性中等,水力压裂能够取得较好的效果;可压裂系数在0.456 7～0.784 0的页岩可压裂性高,是优质的可压裂层。水力压裂应选择可压裂系数大于0.360 7的页岩。

关键词：页岩可压裂性影响因素评价方法数学模型渝页1井对比

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我国煤层气勘探与开发技术现状及发展方向

煤炭科学技术 2012年第10期40卷 1-6页

作者：秦勇袁亮胡千庭叶建平胡爱梅申宝宏程远平何学秋张遂安李国富张群中国矿业大学江苏徐州221116 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001 中国煤炭科工集团重庆研究院重庆400037 中联煤层气有限责任公司北京100011 中石油煤层气有限责任公司北京100095 中国煤炭科工集团有限公司北京100013 中国安全生产科学研究院北京100012 中国石油大学北京102249 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司山西晋城048006 中国煤炭科工集团西安研究院陕西西安710077

介绍了煤层气勘探与开发技术体系的内涵,分析了我国煤层气勘探开发技术的现状与存在的问题,包括煤层气资源勘探技术、煤层气地面井增产技术、煤层气地面井排采技术、煤层气矿井抽采及煤气共采技术。针对煤层气勘探与开发的技术需求,对... 详细信息

介绍了煤层气勘探与开发技术体系的内涵,分析了我国煤层气勘探开发技术的现状与存在的问题,包括煤层气资源勘探技术、煤层气地面井增产技术、煤层气地面井排采技术、煤层气矿井抽采及煤气共采技术。针对煤层气勘探与开发的技术需求,对煤层气勘探与有利区块优选技术、以沁水和鄂尔多斯2个盆地为主的中～高煤阶地区煤层气增产技术、低煤阶地区煤层气单井增产与规模性开发技术、多煤层及构造煤地区煤层气地面井开发技术、煤炭与煤层气协同开采技术的近期、中期、远期规划提出了研究建议。

关键词：煤层气勘探开发技术需求

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川南地区下古生界海相页岩微观储集空间类型

中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第4期38卷 19-25页

作者：蒲泊伶董大忠吴松涛耳闯黄金亮王玉满西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065 中国石油集团科学技术研究院北京100083 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院北京100083

为探明不同成因的孔隙对页岩气储集的贡献,基于多种分析测试手段,对川南地区下古生界海相页岩微孔类型与分布、孔隙定量表征进行研究,并探讨页岩中微观储集空间的成因及影响因素。结果表明:下古生界页岩微观储集空间分为矿物基质孔、有... 详细信息

为探明不同成因的孔隙对页岩气储集的贡献,基于多种分析测试手段,对川南地区下古生界海相页岩微孔类型与分布、孔隙定量表征进行研究,并探讨页岩中微观储集空间的成因及影响因素。结果表明:下古生界页岩微观储集空间分为矿物基质孔、有机孔和微裂缝3大类,并可进一步细分为9种类型;龙马溪组页岩主要发育有机质孔和黏土矿物层间孔,五峰组页岩主要发育有机质孔和溶蚀孔、缝,九老洞组页岩有机质孔极少,多见溶蚀孔、缝;下古生界3套页岩孔隙类型与分布特征的差异与矿物组成、有机质丰度和成岩演化作用有关;龙马溪组底部页岩微孔发育,比表面积大,为页岩气的吸附提供大量储集空间,是有利的页岩储层发育段。

关键词：下古生界页岩微观储集空间成因类型页岩气川南地区