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陆相中高成熟页岩油“组分流动”条件及其在提高页岩油产量中的作用

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石油勘探与开发 2024年第4期51卷 720-730页

作者：赵文智卞从胜李永新刘伟秦冰蒲秀刚江建林刘诗局关铭董劲申玉坦中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油勘探开发研究院赵文智院士工作室北京100083 中国石化石油化工科学研究院北京100083 中国石油大港油田公司勘探开发研究院天津300280

基于中国陆相页岩油区重点试采井的生产曲线、生产制度、烃产物数量和产出烃构成随时间的变化等资料,开展页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验以及分子动力学数值模拟,提出页岩油“组分流动”概念,并对组分流动... 详细信息

基于中国陆相页岩油区重点试采井的生产曲线、生产制度、烃产物数量和产出烃构成随时间的变化等资料,开展页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验以及分子动力学数值模拟,提出页岩油“组分流动”概念,并对组分流动的形成机理与条件进行探讨。研究表明:(1)在地下页岩微纳米孔隙中,轻烃、中质烃和重烃会按相似相溶原理发生混相,使重烃等难流动组分以分子聚集体方式“悬浮”在轻烃和中质烃溶剂中,从而显著降低其黏度并增加流动性和流动量;(2)小分子芳烃是组分流动发生的载体,气态烃和轻烃含量越高,越利于抑制胶质和沥青等重组分形成尺寸更大的聚集体,并增加其塑性变形能力,组分流动效果越好;(3)较高的地层温度可降低蜡质等重烃组分黏度,提高其流动性;(4)保存条件、地层能量和生产制度对控制轻烃组分含量、流出速度和形成稳定的“组分流动”都有重要作用,是页岩油多组分烃形成最优配伍和最大流动量的重要影响因素。地下页岩油“组分流动”概念的提出对于提高页岩油单井产量和累计采出量具有重要意义。

关键词：陆相纯页岩型页岩油中高成熟页岩油微纳米孔隙多组分烃组分流动相似相溶分子聚集体

海相细粒沉积成因机制与有机质富集模式研究进展

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石油与天然气地质 2024年第4期45卷 910-928页

作者：施振生周天琪中国石油石油勘探开发研究院北京100083

综合分析了国内外细粒沉积的特征、成因及有机质富集模式研究进展。海相细粒沉积主要由黏土矿物、石英、碳酸盐矿物和有机质组成,受风力、异轻流、重力流和底流4大搬运营力作用,发育泥纹层和粉砂纹层2类纹层,单一型、顺序型和交互型3类... 详细信息

综合分析了国内外细粒沉积的特征、成因及有机质富集模式研究进展。海相细粒沉积主要由黏土矿物、石英、碳酸盐矿物和有机质组成,受风力、异轻流、重力流和底流4大搬运营力作用,发育泥纹层和粉砂纹层2类纹层,单一型、顺序型和交互型3类纹层组(层系),块状层、递变层和交互层3类层(层组)。海相细粒沉积发育浊流沉积、底流沉积及远洋-半远洋沉积3种主要沉积相类型及其过渡类型。海相细粒沉积有机质存在高生产力和强保存2种富集模式,高生产力富集模式下黑色页岩主要通过“上升洋流”、“氧含量最低值区(OMZ)”和“近岸透光带缺氧(PZE)”模式形成高有机质富集,强保存富集模式下黑色页岩主要通过“受限盆地”、“改进的受限盆地”、“不规则底形”、“水洼扩张”、“海侵化变层”和“近岸海侵(TN)”模式形成高有机质富集。目前海相细粒沉积成因机制与相模式研究存在的主要问题包括名词术语不规范、不同矿物成分成因不明确,以及细粒浊流沉积、等深流沉积和半远洋沉积难以区分,需要今后进一步研究解决。

关键词：物质组成搬运营力层理相模式有机质富集细粒沉积学

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柴达木盆地第四系泥岩生物气成藏地质特征及有利勘探方向

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天然气地球科学 2024年

作者：田继先邵泽宇李剑宋德康周飞李雅楠沙威张皓侯栗丽张晓秋张海宁杨仡璇中国石油勘探开发研究院中国石油青海油田分公司勘探开发研究院

第四系生物气是柴达木盆地天然气主产区，储层以砂岩为主，近年来储量增长困难，泥岩生物气作为全新勘探领域，勘探程度低，成藏特征及勘探潜力不明。以研究区2口新钻井的泥岩段取心资料为对象，在系统实验分析基础上，开展泥岩生物气... 详细信息

第四系生物气是柴达木盆地天然气主产区，储层以砂岩为主，近年来储量增长困难，泥岩生物气作为全新勘探领域，勘探程度低，成藏特征及勘探潜力不明。以研究区2口新钻井的泥岩段取心资料为对象，在系统实验分析基础上，开展泥岩生物气成藏特征综合研究，在此基础上预测了泥岩生物气有利勘探区。结果表明：①第四系泥岩以滨浅湖—半深湖相深灰色泥岩沉积为主，受咸水—半咸水缺氧环境影响，发育块状、条带状和纹层状构造，砂、碳酸盐岩、泥互层特征明显，泥岩纵向上主要集中在Ⅲ、Ⅵ、Ⅷ层组3个层段，厚度大，连续性好；②第四系泥岩有机质丰度低，但可供微生物改造的有机质丰富，并且第四系发现了大量烃类、藻类等不同类型有机质，提高了生物气生气能力；③第四系泥岩发育原生粒间孔、溶蚀孔、裂缝、晶间孔及少量有机孔等多种类型孔隙，高孔高渗，孔吼半径以宏孔，介孔和微孔较少；④现场解析表明：泥岩地层普遍含气，以游离气为主，脆性矿物发育段及构造高部位含气量高；⑤第四系高孔渗疏松泥岩受含水性、上覆地层压力及泥岩厚度等多方因素控制，具有自封闭能力。第四系泥岩生物气具有“源储一体、脆性矿物含量控富集、泥岩厚度孔封盖及构造控方向”的成藏模式，三大气田及北斜坡区是泥岩生物气有利富集区。

关键词：泥岩生物气三湖地区第四纪地层成藏特征含气性

回收低温余热的热电耦合电解制氢系统及性能评估

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天然气工业 2024年第5期44卷 167-176页

作者：赵永明周泽付宏浩谢小芳张连娣宋佳妮中国石油勘探开发研究院智能控制与装备研究所

固体氧化物电解制氢时,水以气态进行电解,但仅依靠电解产物冷却所释放的热能不足以将液态给水蒸发气化,电解制氢系统存在供热缺口。为解决该问题,基于高温热泵技术,提出了通过热泵吸收外界低温余热(100℃),以满足给水蒸发气化用热的系... 详细信息

固体氧化物电解制氢时,水以气态进行电解,但仅依靠电解产物冷却所释放的热能不足以将液态给水蒸发气化,电解制氢系统存在供热缺口。为解决该问题,基于高温热泵技术,提出了通过热泵吸收外界低温余热(100℃),以满足给水蒸发气化用热的系统工艺方法,设计了系统流程,研究了热泵系统关键参数对系统性能的影响,并通过建模仿真的手段评估了该系统的制氢性能。研究结果表明:①利用热泵吸收环境中的低温余热,制取较高温热能使电解给水蒸发,具有技术可行性,该方法同样适用于系统内部电解产物所携带余热的回收再利用;②外界余热温度越高,越有利于降低系统的制氢能耗,直流电解功率为1 MW的电解制氢系统,对余热源的热需求约为138 kW;当余热源为水且温降在5℃时,水的需求量约为20 t/h;③假设外界余热不计入制氢能耗,利用热泵集成外界余热时,系统理论单位制氢能耗约3.5 kW·h/m^(3),全部为电能消耗。结论认为,通过热泵吸收低温余热向高温电解制氢系统供热的系统工艺,开辟了一种低品位余热向高品位氢能转化的新思路、新途径和新方法,具有广阔的应用前景。

关键词：高温电解固体氧化物电解制氢低品位余热余热回收热集成热泵模拟仿真

塔里木盆地肖尔布拉克组上段烃源岩分布预测及油气勘探意义

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地学前缘 2024年第2期31卷 343-358页

作者：徐兆辉胡素云曾洪流马德波罗平胡再元石书缘陈秀艳陶小晚中国石油勘探开发研究院北京100083 美国得克萨斯大学奥斯汀分校经济地质局美国奥斯汀787133 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020

通常认为塔里木盆地下古生界海相烃源岩以下寒武统玉尔吐斯组泥质岩为主、中下奥陶统泥质岩为辅,下寒武统肖尔布拉克组上段(肖上段)以白云岩储层为主。塔中和塔北地区均钻遇了肖上段泥灰岩,最近钻探的京能柯探1和轮探3井肖上段泥灰岩样... 详细信息

通常认为塔里木盆地下古生界海相烃源岩以下寒武统玉尔吐斯组泥质岩为主、中下奥陶统泥质岩为辅,下寒武统肖尔布拉克组上段(肖上段)以白云岩储层为主。塔中和塔北地区均钻遇了肖上段泥灰岩,最近钻探的京能柯探1和轮探3井肖上段泥灰岩样品TOC含量多数>0.3%,少量>2%。盆地内不同地区五口井肖上段发育泥灰(云)岩烃源岩,与苏盖特布拉克露头肖上段暗色泥灰岩地化指标(TOC含量是0.41%、R o是1.14%)一致,表明肖上段泥灰岩具备生烃能力。本文基于露头、地震和钻测井资料,利用地震沉积学理论技术、属性与正演相结合,建立了肖上段台内多期叠置“礁滩源”沉积模式。发现烃源岩分布在礁前至坡脚变缓处,连片分布广、叠合厚度大,是规模有效烃源岩,可为邻近储层供烃。经测算,古城三维区肖上段泥灰岩烃源岩总生烃量超亿吨。研究认识拓展了塔里木盆地下古生界海相烃源岩类型、层系和分布范围,提升了寒武系盐下油气资源潜力,坚定了勘探重点从台缘带向台内战略转移的信心,为塔里木盆地古城地区乃至全盆地油气勘探带来新启示。

关键词：塔里木盆地肖尔布拉克组上段泥灰岩烃源岩地震沉积学油气勘探意义

“中国西南储气能力”建设的技术基础与发展思考

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天然气工业 2024年第2期44卷 1-13页

作者：胡勇王梦雨罗瑜李隆新彭先赵梓寒中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中... 详细信息

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中心”的战略目标,积极攻关各项地下储气库(以下简称储气库)建库技术难题,已初步形成“西南储气中心”建设格局。为此,在分析四川盆地建设储气库面临的挑战基础上,系统梳理总结了中国石油近17年在四川盆地的发展规划、建设现状、技术进展等方面的成果,并对打造“中国西南储气能力”提出了具体的攻关方向。研究结果表明:(1)四川盆地天然气资源丰富且拥有与全国天然气管网互连互通的完善管网设施,能够为盆地储气库建设提供坚实基础;(2)提出了复杂盆地气藏的“十指标”选址体系,建立了完善的储气库库址优选技术;(3)形成了储气库建库运行七大特色技术,健全了碳酸盐岩气藏建库主体技术系列;(4)构建了国内首个储气库地质体、井、地面完整性管理评价技术体系,保障了储气库安全稳定运行。结论认为,为支撑国家天然气千亿立方米级“气大庆”建设,提出了“中国西南储气能力”建设的概念,其核心是以中国石油初步建成的企业级“西南储气中心”为基础,走出单一油公司储气库建设模式,建立政府主导协调、跨企业的储气库协同共建共享共营机制,全面推动四川盆地整体储气能力建设,保障国家天然气能源安全。

关键词：中国西南储气能力四川盆地地下储气库复杂气藏条件选址完整性管理

深层碳酸盐岩气藏不同类型储层全尺寸孔径分布及其分形特征——以四川盆地高磨地区震旦系灯四段为例

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中国矿业大学学报 2024年

作者：邹瑞王璐罗瑞兰张林邓惠孟展邹润张一帆成都理工大学能源学院中国石油勘探开发研究院中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川石油管理局有限公司西南石油大学石油与天然气工程学院

深层碳酸盐岩气藏储集介质多样且孔喉结构复杂,全尺寸孔径分布规律及分形特征表征困难.因此,联合高压与恒速压汞试验,定量表征了四川盆地深层碳酸盐岩气藏各类储层的全尺寸孔径分布,并通过分形理论明确了不同尺度下孔喉结构复杂程度和... 详细信息

深层碳酸盐岩气藏储集介质多样且孔喉结构复杂,全尺寸孔径分布规律及分形特征表征困难.因此,联合高压与恒速压汞试验,定量表征了四川盆地深层碳酸盐岩气藏各类储层的全尺寸孔径分布,并通过分形理论明确了不同尺度下孔喉结构复杂程度和微观非均质性,最后揭示了分形维数与储集、渗流能力的关系并分析了其控制因素.结果表明:深层碳酸盐岩气藏4类储层全尺寸孔径分布在3.6 nm～500μm且曲线呈多峰特征,主要发育纳米级孔喉但微米级孔喉差异明显.缝洞型、孔洞型、裂缝型和孔隙型储层的总分形维数均值分别为2.438,2.509,2.762和2.804,反映各类储层的微观非均质性存在差异.4类储层均具有三重分形特征,可划分为小孔-细喉段(孔喉半径r3.431μm),且各类储层之间的差异主要体现在小孔-细喉段,导致储层微观非均质性主要受该段孔喉体积占比及分形维数大小影响.纳米级孔喉的分形维数小于微米级孔喉,表明在裂缝和溶洞影响下微米级孔喉结构的非均质性和复杂程度要强于纳米级孔喉.总分形维数与孔隙度、排驱压力、歪度、最大进汞饱和度和分选系数的相关性较好,且纳米级孔喉和小孔-细喉段分形维数与这些结构参数的相关性更强,表明纳米尺度下小孔-细喉段对储层整体的孔喉连通性和非均质性影响更大.

关键词：深层碳酸盐岩气藏全尺寸孔径分布分形特征孔喉结构高压压汞恒速压汞

准噶尔盆地东北缘上石炭统巴山组烃源岩沉积环境分析及物源示踪——来自泥岩地球化学的证据

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石油实验地质 2024年第1期46卷 146-157页

作者：蔡倩茹王金铎张关龙宋智华王圣柱熊峥嵘倪胜利中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257000 中国石化胜利石油管理局博士后科研工作站山东东营257000

烃源岩分布规律和生烃潜力是制约准噶尔盆地东北地区油气勘探的关键因素之一,而沉积背景和环境变化是控制烃源岩成因、分布以及有机质类型的主要因素,沉积岩中的主微量元素、稀土元素等在沉积过程中往往受古气候、古水体化学条件、古环... 详细信息

烃源岩分布规律和生烃潜力是制约准噶尔盆地东北地区油气勘探的关键因素之一,而沉积背景和环境变化是控制烃源岩成因、分布以及有机质类型的主要因素,沉积岩中的主微量元素、稀土元素等在沉积过程中往往受古气候、古水体化学条件、古环境以及古物源的影响。因此,通过对沉积岩中元素分布规律的全面分析,有助于确定沉积环境和演变过程。对准噶尔盆地东北缘富蕴地区上石炭统巴山组暗色泥岩样品的主微量元素、稀土元素进行地球化学特征分析,结合样品的岩石学特征,揭示古沉积环境和物源区构造背景,为烃源岩形成和发育条件提供地质约束。泥岩的化学风化作用指标、元素含量和元素比值的综合分析表明,巴山组沉积期的古气候条件温暖湿润、水体属氧化条件下的半咸水—淡水,且水体较浅、沉积速率相对稳定。主微量元素特征指示母岩类型主要为沉积岩和长英质火山岩,物源来自卡拉麦里岛弧酸性火成岩区的风化产物,反映了后碰撞阶段由挤压向伸展的构造转变。沉积环境和构造背景控制陆源高等植物输入增多,烃源岩有机质丰度中等,具有一定的生烃潜力。

关键词：烃源岩地球化学特征沉积环境巴山组准东北缘

碳中和“超级能源系统”内涵、路径及意义——以鄂尔多斯盆地为例

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石油勘探与开发 2024年第4期51卷 924-936页

作者：邹才能李士祥熊波陈艳鹏张国生谢小平刘翰林马锋梁英波朱凯关春晓潘松圻侯梅芳袁懿琳罗双涵中石油深圳新能源研究院有限公司深圳518000 中国石油勘探开发研究院北京100083 西南石油大学经济管理学院成都610000

超级含油气盆地为推动社会进步和人类发展提供了能源基础,在气候变化与“碳达峰碳中和”背景下,构建兼顾能源生产与碳中和的“超级能源系统”是转型方向。在加快构建以新能源、新电力、新储能、新智能“四新为主”的绿色+智慧能源体系... 详细信息

超级含油气盆地为推动社会进步和人类发展提供了能源基础,在气候变化与“碳达峰碳中和”背景下,构建兼顾能源生产与碳中和的“超级能源系统”是转型方向。在加快构建以新能源、新电力、新储能、新智能“四新为主”的绿色+智慧能源体系框架下,以巨量地下煤炭/石油/天然气/地热与地上丰富风光能源资源高度叠合、化石能源与新能源融合协同开发利用的区域性智慧用能系统构成的“超级能源系统”与以碳循环为主线的碳中和系统相融合,在传统含油气盆地中研究选择具备建成世界级能源生产与碳中和示范大基地条件的碳中和“超级能源盆地”。鄂尔多斯盆地区位优势明显,化石能源和新能源资源丰富,CO_(2)源汇匹配优势显著,具备建成世界级能源生产与碳中和盆地的基础条件,以鄂尔多斯盆地为代表的碳中和“超级能源盆地”给出了传统含油气盆地转型方向。“煤炭+石油+天然气+新能源+CCUS(碳捕集、利用与封存)/CCS(碳捕集与封存)”融合发展理念与模式下,盆地区域内基本实现碳中和,进一步夯实能源生产保供能力,助力“双碳”目标实现,建立现代能源产业体系,推动地区绿色可持续发展。在中国率先建成以鄂尔多斯盆地为代表的世界级碳中和“超级能源系统”示范盆地,将重塑超级能源盆地勘探开发新理念与新模式,对全球“碳中和”下的能源革命具有重大意义。

关键词：超级能源系统碳中和系统碳中和“超级能源系统” 碳中和“超级能源盆地” 鄂尔多斯盆地

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