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底水砂岩气藏注CO_(2)驱气提高采收率机理及埋存效果

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天然气工业 2024年第4期44卷 93-103页

作者：侯大力龚凤鸣陈泊梁世杰苏杰油气藏地质及开发工程全国重点实验室•成都理工大学成都理工大学能源学院

注CO_(2)已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO_(2)驱及CO_(2)埋存协同开发的研究较少,气态CO_(2)和超临界态CO_(2)驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO_(2)驱提高... 详细信息

注CO_(2)已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO_(2)驱及CO_(2)埋存协同开发的研究较少,气态CO_(2)和超临界态CO_(2)驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO_(2)驱提高采收率及CO_(2)埋存机理,以X底水砂岩气藏为例,开展了注CO_(2)驱适宜度评价,提出了X气藏CO_(2)驱最优开发方案,并对比了气态和超临界态CO_(2)驱提采机理和效果,最后对注CO_(2)驱最优方案开展了生产及埋存预测。研究结果表明:①X气藏适合进行注CO_(2)驱,注CO_(2)提高采收率的最优方案即注采井网为低注高采、关井时机为采出气CO_(2)浓度达10%~20%、转注时机为地层压力7.5 MPa、压力恢复水平为地层压力7.5 MPa、注气速度为3.5×10^(4) m^(3)/d、注入量为0.25 HCPV,最优方案相对于衰竭式开发预计提高气藏采收率13.83%。②超临界CO_(2)驱抑制底水锥进效果和提高采收率效果优于气态CO_(2)驱。③注CO_(2)驱最优开发方案下,该气藏的CO_(2)总埋存量为4.7×10^(6) t,其中超临界埋存量、溶解埋存量和矿化埋存量占比分别为86.05%、11.33%和2.62%。结论认为,底水砂岩气藏在发生气井水淹后采用超临界CO_(2)驱可以有效改善储层水侵情况,提高了气藏采收率,该认识为底水砂岩气藏的高效开发提供了理论支撑。

关键词：底水砂岩气藏气态CO_(2) 超临界态CO_(2) CO_(2)驱 CO_(2)埋存气藏采收率开发方案

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钠基蒙脱石狭缝中CH_(4)-CO_(2)竞争吸附与CO_(2)埋存

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第2期54卷 470-478页

作者：龚凤鸣侯大力强贤宇向雪妮黄思婧韩鑫余洋阳顾康福成都理工大学能源学院成都610059 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

页岩主要由有机质干酪根和无机质黏土矿物等组成,其中干酪根和黏土矿物对CH_(4)的吸附作用是页岩吸附气的主要来源。为了研究无机质黏土矿物中CH_(4)吸附行为、CH_(4)-CO_(2)竞争吸附行为和CO_(2)埋存规律,利用钠基蒙脱石来表征页岩中... 详细信息

页岩主要由有机质干酪根和无机质黏土矿物等组成,其中干酪根和黏土矿物对CH_(4)的吸附作用是页岩吸附气的主要来源。为了研究无机质黏土矿物中CH_(4)吸附行为、CH_(4)-CO_(2)竞争吸附行为和CO_(2)埋存规律,利用钠基蒙脱石来表征页岩中的黏土矿物,基于巨正则蒙特卡洛方法,利用Lammps软件开展不同压力、温度和孔径下的流体吸附模拟。结果表明:随着压力增大,各孔径下CH_(4)超额吸附量先增加后减少,并在11~12 MPa间达到峰值;随着温度升高,各孔径下CH_(4)超额吸附量逐渐减少;随着孔径的增大,CH_(4)超额吸附量逐渐减少。小孔径下,CH_(4)在钠基蒙脱石中主要以吸附态赋存,随着孔径的增大,CH_(4)在钠基蒙脱石中处于吸附态和游离态共存的状态,并且钠基蒙脱石对CH_(4)的作用类型为物理吸附。CO_(2)的驱替效率随CO_(2)初始压力的升高而增大,随孔径的增大而增大。CO_(2)埋存量随温度的升高而降低,随注入压力的升高而升高,随孔径的增大而降低。CO_(2)与CH_(4)竞争吸附比随压力的增大而降低,随孔径的增大而升高。

关键词：钠基蒙脱石狭缝巨正则蒙特卡洛法竞争吸附 CO_(2)埋存

CO_(2)增强页岩气开采及地质埋存的三维数值模拟

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天然气工业 2024年第4期44卷 104-114页

作者：赵鹏朱海燕张丰收地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室·成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室·成都理工大学成都理工大学能源学院同济大学土木工程学院

将CO_(2)注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO_(2)地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一。页岩储层非均质性强,将CO_(2)注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO_(2)增强CH_(4)开采效果的影响机理研究还... 详细信息

将CO_(2)注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO_(2)地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一。页岩储层非均质性强,将CO_(2)注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO_(2)增强CH_(4)开采效果的影响机理研究还存在不足。为此以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为对象,以考虑CO_(2)和CH_(4)竞争吸附的热—流—固多场耦合数值模拟方法为基础,建立了页岩非均质储层CO_(2)增强CH_(4)开采及地质埋存一体化三维数值模型,最后通过CO_(2)驱替CH_(4)室内实验结果验证该数值模拟方法的可靠性。研究结果表明:①当注入井所在层位保持不变时,随着开采井埋深增加,各小层内CH_(4)剩余量呈增加趋势,CO_(2)埋存量表现出逐渐减小的趋势;②当开采井所在层位保持不变时,各小层内CH_(4)的剩余量随注入井埋深的增加而减小,各小层内CO_(2)的埋存量随注采井纵向间距的增加而提高;③增加注采井纵向距离能够提高CH_(4)增产量和CO_(2)埋存量。结论认为,页岩对CO_(2)和CH_(4)有较强的竞争吸附特性,相关过程是一个复杂的热—流—固耦合过程,该基础理论模拟研究对注CO_(2)置换CH_(4)提高页岩气采收率并实现碳封存具有现实意义,且研究认识对今后相关技术的现场应用提供了理论支撑。

关键词： CO_(2)增强页岩气开采 CO_(2)地质埋存储层非均质性热—流—固多场耦合三维模型

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川中北部地区二叠系茅三段—吴一段铁白云岩成因机制研究

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沉积学报 2024年

作者：李跃杰袁海锋徐国盛肖钦仁匡明志徐婷叶子旭油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)成都理工大学能源学院

【目的】目前川中北部地区茅三段—吴一段铁白云石成因机制尚不明确。【方法】基于茅三段—吴一段岩矿特征，结合岩石TIMA扫描、全岩X射线衍射分析、微区原位主微量元素、锶同位素流体包裹体均一温度以及铁白云石原位U-Pb年代学等手段... 详细信息

【目的】目前川中北部地区茅三段—吴一段铁白云石成因机制尚不明确。【方法】基于茅三段—吴一段岩矿特征，结合岩石TIMA扫描、全岩X射线衍射分析、微区原位主微量元素、锶同位素流体包裹体均一温度以及铁白云石原位U-Pb年代学等手段，对铁白云岩成因机制展开研究。【结果】（1）茅三段与吴一段岩石类型为灰岩类、白云岩类以及沉凝灰岩类。灰岩类岩相主要包括泥晶生屑灰岩、亮晶生屑灰岩及云质灰岩；白云岩类岩相为半自形—自形粉—细晶白云岩；沉凝灰岩类岩石主要由火山碎屑、炭质、钙镁质、砂级碎屑以及金属矿物等组成，其中火山碎屑为玻屑、玄武岩等碎屑，钙镁质主要成分为白云石与方解石。（2）茅三段与吴一段顶部白云石微量元素平均值表现为具极高的Fe含量(1 0678.40×10-6)，较高的Mn含量(822.95×10-6)、Si含量(1 929.81×10-6)、Al含量(394.11×10-6)及高（Na+K）含量(362.38×10-6)，指示封闭环境下成岩流体具有高盐度、高碱性金属含量的特征。铁白云石与泥晶生屑灰岩中基质部分的87Sr/86Sr介于茅口组—吴家坪组同时期海水范围内，同时∑REE值的偏低，LREE的亏损与海水的LREE亏损模式一致，指示白云石化成岩流体与同时期海水具有相似特征。（3）茅三段与吴一段中粉—细晶白云石U-Pb年龄为（245.36±1.08） Ma，白云石化作用主要发生于晚二叠世—早三叠世。【结论】茅三段与吴一段粉—细晶白云石的白云石化流体为上覆吴一段、吴二段泥质沉凝灰岩、凝灰质泥岩中黏土矿物发生脱水作用产生。此过程中析出大量Mg2+、Fe2+、Al3+、Si4+等离子，以同期茅口组—吴家坪组残余海水为载体，运移至吴一段、茅三段顶部的颗粒灰岩进而发生交代形成铁白云石。

关键词：铁白云石二叠系茅三段吴一段川中北部地区

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候演化——以永浅1井为例

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地质学报 2024年第4期98卷 1211-1228页

作者：余文强杨田蔡来星李晓芳何青油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 沉积地质研究院四川成都610059

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区... 详细信息

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区沙溪庙组沉积期的古环境与古气候演化过程。研究结果表明,Sr/Ba比值、Rb/K_(2)O比值、Ca/Mg比值和Ca/(Ca+Fe)比值指示川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期整体为淡水环境,但在沙溪庙组一段沉积中、晚期出现了短暂的水体盐度升高;V/(V+Ni)比值、U/Th值、V/Cr比值与Ni/Co比值指示沙溪庙组沉积期整体为间歇暴露的浅水氧化环境,局部为弱氧化或还原环境;C值、CIA值和Rb/Sr比值等指标显示,沙溪庙组沉积期古气候总体为温暖湿润的气候环境,但期间发生波动性干旱,在温暖湿润和半干旱—半湿润之间频繁波动。多元地球化学参数为川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期的古气候演化和区域性古气候对比提供了新的证据。

关键词：川中地区中侏罗世中晚期沙溪庙组古环境古气候

碱湖页岩酸碱性差异对页岩成岩演化及储集层的影响

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石油勘探与开发 2024年第1期51卷 88-101页

作者：李长志郭佩许景红钟凯文华国成都理工大学自然资源部深时地理环境重建与应用重点实验室成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059 成都理工大学地球科学学院成都610059

利用薄片、氩离子抛光-扫描电镜观察等实验分析方法,对准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组不同沉积区页岩的沉积-成岩环境和主要成岩作用进行研究,重建其差异成岩演化过程。风城组沉积期碱湖中心区的页岩一直保持碱性成岩环境,早期(R_(o)0.... 详细信息

利用薄片、氩离子抛光-扫描电镜观察等实验分析方法,对准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组不同沉积区页岩的沉积-成岩环境和主要成岩作用进行研究,重建其差异成岩演化过程。风城组沉积期碱湖中心区的页岩一直保持碱性成岩环境,早期(R_(o)及钾长石自生为主,晚期(R_(o)>0.5%)以硅酸硼钠石交代碱盐矿物为主。湖盆边缘缓坡区页岩经历了弱碱—酸性成岩环境的转变,早期以硅质和含镁黏土矿物自生为主,晚期以长石和碳酸盐矿物溶蚀为主。过渡区的页岩经历了碱性—酸性成岩环境的转变,早期以白云石和沸石自生为主,晚期主要经历了长石和碳酸盐矿物的硅酸硼钠石化或硅化。碱湖页岩成岩早期的矿物自生作用差异性是控制页岩可压性的主要因素,而成岩晚期的差异性溶蚀作用是影响游离态页岩油含量的主要因素。碱湖的过渡区—边缘缓坡区的白云质页岩和粉砂岩可压性强,游离态页岩油含量相对较高,是页岩油勘探开发的有利甜点。

关键词：页岩成岩作用碱性环境自生矿物溶蚀作用二叠系风城组玛湖凹陷准噶尔盆地

四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段岩溶古地貌与控储模式

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石油与天然气地质 2024年第1期45卷 200-214页

作者：张自力乔艳萍豆霜李堃宇钟原武鲁亚张宝收戴鑫金鑫王斌宋金民中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610041 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059

基于钻井岩心描述、薄片鉴定、测井资料以及三维地震资料,对四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段(灯二段)表生岩溶古地貌与储层发育规律进行系统研究。结果表明:(1)蓬莱气区灯二段垂向上可划分为地表岩溶带、垂直渗流带、叠合带、水平潜... 详细信息

基于钻井岩心描述、薄片鉴定、测井资料以及三维地震资料,对四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段(灯二段)表生岩溶古地貌与储层发育规律进行系统研究。结果表明:(1)蓬莱气区灯二段垂向上可划分为地表岩溶带、垂直渗流带、叠合带、水平潜流带和深部缓流带,其中水平潜流带发育储层厚度最大。(2)采用双界面法恢复了蓬莱气区灯二段岩溶古地貌,划分为4个一级古地貌单元:岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶洼地和岩溶盆地,整体表现为“一高、一斜、两洼”的古地貌特征。(3)东部高石梯—磨溪地区为岩溶高地,中部发育岩溶斜坡,西北侧及西南侧为岩溶洼地。岩溶高地主要发育垂直渗流带,岩溶斜坡主要发育水平潜流带。蓬莱气区灯二段储层的发育由岩溶古地貌与沉积相联合控制。(4)表生岩溶储层是四川盆地蓬莱气区灯二段的主要储层类型,岩溶斜坡叠合丘滩体微相形成了优质储层。

关键词：表生岩溶岩溶分带岩溶古地貌灯二段震旦系蓬莱气区四川盆地

云南保山红岩剖面诺利期牙形石Mockina slovakensis的发现及其对沉积环境的指示

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古地理学报 2024年第2期26卷 373-386页

作者：郭豹杜怡星时志强金鑫成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

Mockina slovakensis是晚三叠世诺利期一个重要的牙形石属种,除了具有重要的地层学作用之外,它还能够指示特殊的沉积环境。本次研究在云南保山红岩剖面上三叠统大水塘组下段灰岩中发现了大量牙形石M.slovakensis,其在地层中占据统治地位... 详细信息

Mockina slovakensis是晚三叠世诺利期一个重要的牙形石属种,除了具有重要的地层学作用之外,它还能够指示特殊的沉积环境。本次研究在云南保山红岩剖面上三叠统大水塘组下段灰岩中发现了大量牙形石M.slovakensis,其在地层中占据统治地位,据此将研究层位的时代限定为晚三叠世诺利期Alaunian晚期。有记录表明,当M.slovakensis在地层中占据统治地位时,往往指示出一种较为局限的沉积环境。综合此次研究在保山红岩剖面发现的大量占统治地位的M.slovakensis牙形石以及前人对保山地块大水塘组沉积环境研究的结果,推测在诺利期Alaunian晚期,保山地区应为拉张背景下形成的较为局限的沉积盆地。该研究成果有助于进一步了解晚三叠世特提斯东部的沉积环境演化。

关键词：诺利期晚三叠世牙形石大水塘组局限盆地

上奥陶统五峰组海底麻坑沉积的首次识别及其地质意义

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古地理学报 2024年第2期26卷 255-268页

作者：时志强彭深远赵子腾成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

尽管海底麻坑普遍发育在现代海洋的多种环境,但关于深时、特别是古生代麻坑沉积的研究却极为罕见,研究者对其特征、成因、鉴别标志所知甚少。本次研究在重庆石柱地区柑子坪及歇步头剖面识别了发育在上奥陶统五峰组暗色细粒岩中的海底麻... 详细信息

尽管海底麻坑普遍发育在现代海洋的多种环境,但关于深时、特别是古生代麻坑沉积的研究却极为罕见,研究者对其特征、成因、鉴别标志所知甚少。本次研究在重庆石柱地区柑子坪及歇步头剖面识别了发育在上奥陶统五峰组暗色细粒岩中的海底麻坑沉积,在野外观察、采样的基础上,利用显微薄片及扫描电镜观察了其微观特征,并测试了麻坑与围岩的主量元素和微量元素。研究显示麻坑沉积总体呈楔状或顶平底凹的透镜状,麻坑内岩层紊乱并发育上拱的岩层,被硅质脉分割的角砾普遍发育,麻坑沉积中常见重晶石、沥青及赤铁矿,主量及稀土元素测试结果显示麻坑的形成可能与热液及冷泉无关,推测五峰组自生的低熟油气是麻坑形成的基础。总结认为深时麻坑的识别标志有:地震剖面的负地形形态、碳同位素负偏明显的不规则形态的碳酸盐岩岩体、楔状或透镜状宏观形态、麻坑内杂乱的沉积填充、局部地层的上拱形态及古生物化石显示的沉积间断或时序混乱等。五峰组海底麻坑沉积具岩石学、地层学、古环境及油气地质学意义。

关键词：海底麻坑细粒岩五峰组奥陶系四川盆地