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后峡盆地复杂构造煤层气成藏主控因素

西安科技大学学报 2024年第3期44卷 501-511页

作者：涂志民闻星宇李鹏吴鹏蒲仁海闫肃杰李慧琼中国石油煤层气有限责任公司北京100028 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 西北大学地质学系陕西西安710069

新疆后峡盆地侏罗系西山窑组煤层厚20~80 m,经历了强烈构造改造,浅于1000 m的不同井煤层气含量和产能变化大。为解决煤层气控藏因素问题,开展二维地震构造解释和演化研究,应用叠前地震波阻抗反演预测含气量,分析构造对煤层气成藏的关系... 详细信息

新疆后峡盆地侏罗系西山窑组煤层厚20~80 m,经历了强烈构造改造,浅于1000 m的不同井煤层气含量和产能变化大。为解决煤层气控藏因素问题,开展二维地震构造解释和演化研究,应用叠前地震波阻抗反演预测含气量,分析构造对煤层气成藏的关系。结果表明:燕山和喜山两期冲断造山构造运动使气藏遭受不同程度的破坏,中低阶煤先深后浅演化和压力降低导致煤层吸附气含气饱和度普遍偏低,但由于煤储层对游离气的密闭条件不同,导致含气量变化较大,且含气量与单井产能呈明显的正相关;煤层气成因和包含游离气和吸附气的含气量随构造单元、埋深和地层产状等变化而变化;含气量介于7~13 m^(3)/t区域以保存好的热成因气-混合气为主,主要分布在埋深900~2500 m凹陷;含气量小于4 m^(3)/t地区分布在盆地边缘斜坡和凸起构造上,以次生生物气为主;含气量介于4~7 m^(3)/t区域分布在以上二者之间的过渡区;在倾角3°~7°的缓坡含气量高,倾角20°~30°的陡坡或大断距断裂带含气量低。复杂构造对煤层气富集起决定性控制作用并对勘探开发具有重要的参考意义。

关键词：冲断构造煤层气成因含气量地震识别

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煤储层无水压裂技术现状及展望

钻采工艺 2024年第1期47卷 80-86页

作者：王梓麟时婧玥徐栋詹顺何朋勃李兵白坤森中国石油煤层气有限责任公司工程技术研究院陕西省西安市710082 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司

中国煤层气产业已迈入全新发展阶段,水力压裂技术不断创新的同时,也面临着水资源消耗量巨大,煤储层伤害严重,裂缝扩展不充分等问题,寻求一种可替代的无水或少水压裂技术势在必行。文章研究总结出三种当前适用于煤储层的无水压裂技术(超... 详细信息

中国煤层气产业已迈入全新发展阶段,水力压裂技术不断创新的同时,也面临着水资源消耗量巨大,煤储层伤害严重,裂缝扩展不充分等问题,寻求一种可替代的无水或少水压裂技术势在必行。文章研究总结出三种当前适用于煤储层的无水压裂技术(超临界二氧化碳压裂、液态氮气压裂、泡沫压裂),对其作用机理、理论创新以及国内现场应用的现状进行分析阐述。对各项压裂技术的优缺点特性开展了评价,结果表明无水压裂技术能减轻煤储层伤害,避免黏土膨胀和水锁效应,有效促进复杂缝网生成,缩短见气时间,实现产量显著提升,可很好应用于煤储层二次压裂改造,具备良好的环境效益和技术可行性;但同时也存在支撑剂携带困难,设备运维成本较高等问题。最后对煤储层无水压裂技术的发展提出展望,建议逐步开展煤储层无水压裂技术现场先导性试验,优化施工参数,研发地面—井下低温特殊工艺设备,推进开展低密度支撑剂和压裂液增稠剂的优选实验,巩固提升泡沫压裂液体系在高温高压环境下的稳定性能。

关键词：煤储层无水压裂煤层气超临界二氧化碳压裂液态氮气压裂泡沫压裂

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页岩油水平井组压裂动态应力场研究

油气藏评价与开发 2024年第3期14卷 352-363,381页

作者：赵海峰王腾飞李忠百梁为张涛中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中石油煤层气有限责任公司北京100028

水平井组开发页岩油是基于水平单井压裂局限性提出的新型压裂方式。在水平井组压裂过程中,由于存在多口井和多条人工裂缝,且裂缝周围应力变化和井间地应力分布复杂,这种复杂的应力变化将进一步影响裂缝的扩展形态。因此,深入研究水平井... 详细信息

水平井组开发页岩油是基于水平单井压裂局限性提出的新型压裂方式。在水平井组压裂过程中,由于存在多口井和多条人工裂缝,且裂缝周围应力变化和井间地应力分布复杂,这种复杂的应力变化将进一步影响裂缝的扩展形态。因此,深入研究水平井组中不同压裂方式下应力场的变化机理和规律对于控制裂缝形态和提高裂缝复杂度具有重要意义。针对页岩油储层压裂改造过程中应力分布问题,通过构建水力压裂数值模型,系统地研究水平井组不同压裂方式下应力场的变化机理和规律以及裂缝扩展后的应力场变化规律,并基于裂缝的形态特点进行了压裂效果的定量评价。研究表明:①同步压裂布缝方式可以有效影响井间地应力的变化,相较于正对布缝方式,交错布缝方式在井间产生的诱导应力提高了24%,并在相同井距下更容易引起井间地应力转向;②交错布缝方式下所形成的裂缝形态更为优越,压裂效果更为显著,交错布缝能有效提高裂缝的长度和宽度,使裂缝表面积和体积增大了4.6%和21.1%;③拉链压裂所形成的裂缝形态更为优越,压裂效果优于同步压裂,进一步增大了裂缝长度和宽度,使裂缝总表面积和总体积增大了1.3%和0.1%。

关键词：水平井组压裂水力压裂应力场同步压裂拉链压裂

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直接空气二氧化碳捕集技术工业化进展

化工进展 2024年第6期43卷 2928-2939页

作者：周爱国郑家乐杨川箬杨小艺赵俊德李兴春石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206 中石油煤层气有限责任公司北京102208

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿... 详细信息

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿大、欧盟和英国等在内的国家和地区已经成为DAC技术研究、开发、示范和部署方面的先行者。分析了主流的DAC技术路线及其在工业化进程中的进展,目前最大的DAC工厂捕集量为4000t/a,并且正在规划建设百万吨级的商业化项目。指出了DAC技术需要关注的研究方向,未来应将重点放在技术的大规模部署、碳市场机制的建立和国际合作的加强上。需要进一步研究和发展DAC设备和系统,以降低成本、提高效率,并开发碳定价、碳交易和碳抵消等机制为DAC项目提供经济激励,促进投资和市场参与,同时加强国际合作,从而推动该技术的快速发展。

关键词：环境二氧化碳直接空气捕集发展历程政策支持碳市场

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多孔介质各向异性动态渗透率模型

石油勘探与开发 2024年第1期51卷 173-181页

作者：裴雪皓刘月田林子愉樊平天米辽薛亮中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 延长油田股份有限公司南泥湾采油厂陕西延安716000 中联煤层气有限责任公司北京100011

基于迂曲毛细管网络模型,推导建立了各向异性渗透率与岩石正应变间的关系式,即各向异性动态渗透率模型(ADPM),采用孔隙尺度流动模拟对模型进行了验证,并对单轴应变过程进行了计算,分析了变形过程中影响不同方向渗透率变化的主要因素。... 详细信息

基于迂曲毛细管网络模型,推导建立了各向异性渗透率与岩石正应变间的关系式,即各向异性动态渗透率模型(ADPM),采用孔隙尺度流动模拟对模型进行了验证,并对单轴应变过程进行了计算,分析了变形过程中影响不同方向渗透率变化的主要因素。研究表明:层状油气藏开采的单轴应变过程中,有效面孔率对各方向的渗透率影响规律一致,随着有效面孔率的减小,渗透率对应变的敏感程度增大;垂直于压缩方向的渗透率对应变的敏感程度随迂曲度的增加而减小,沿压缩方向的渗透率对应变的敏感程度随迂曲度的增加而增大。初始各方向迂曲度相同的层状油气藏,在压力下降的过程中,迂曲度对各方向渗透率变化幅度的相对关系起决定性作用,迂曲度小于1.6时,岩石水平方向渗透率的降幅要高于垂向渗透率,迂曲度大于1.6时则相反,传统动态渗透率模型无法表征这一现象。经孔隙尺度模拟实验数据的验证,新模型拟合精度高,可以有效表征不同方向变形对各方向渗透率的影响。

关键词：多孔介质动态渗透率各向异性毛细管网络模型迂曲度正应变流动模拟渗透率变化特征

寿阳地区石炭—二叠世煤系沉积特征及对共生气藏的控制

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油气藏评价与开发 2024年

作者：王振国康丽芳张亚飞郭明强中联煤层气有限责任公司中国海洋石油集团有限公司

近年来，鄂尔多斯盆地在煤系共生气藏的勘探开发获得了重大突破，但沁水盆地目前的勘探开发却仍聚焦在煤层气藏。沁水盆地北部寿阳区块晚石炭—早二叠世山西组3号煤、太原组9号和15号煤热演化程度高，具备良好的烃源基础；海陆过渡相沉... 详细信息

近年来，鄂尔多斯盆地在煤系共生气藏的勘探开发获得了重大突破，但沁水盆地目前的勘探开发却仍聚焦在煤层气藏。沁水盆地北部寿阳区块晚石炭—早二叠世山西组3号煤、太原组9号和15号煤热演化程度高，具备良好的烃源基础；海陆过渡相沉积环境有利于多种类型储盖组合发育，表明本区具备发育煤系气共生气藏的基本地质条件。利用研究区108口煤层气勘探井资料和前人对本区的沉积环境的研究，对晚石炭—早二叠世煤系地层沉积特征进行了精细研究。通过“点-线-面”的研究方法，将太原组划分3个沉积单元，太一段为三角洲前缘沉积、太二段为潟湖—潮坪沉积、太三段为三角洲前缘沉积；山西组划分1个沉积单元，整体为三角洲平原沉积。以此为基础，归纳8类典型的岩相组合，综合分析得出3类4种煤系气储盖类型。研究认为：在研究区北部仅发育单一煤层气藏，东部则发育煤层气+常规灰岩裂隙气藏，中部则以煤层气+致密砂岩气为主，中部偏北主要发育致密砂岩气+煤层气+页岩气组合。

关键词：晚石炭—早二叠世煤系地层沉积特征岩相组合煤系气共生组合

海陆过渡相页岩储层液岩作用机理及钻井液体系构建

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钻井液与完井液 2024年第4期41卷 427-436页

作者：王维王金堂辛江曹振义林伟刘磊孙金声中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中石油煤层气有限责任公司北京100028 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

我国海陆过渡相页岩地质储量大、资源丰度高,开发前景广阔。但钻井过程中井壁极易发生掉块、坍塌,导致井壁失稳影响钻井安全。本文通过钻井岩心观察、电镜和CT扫描、X射线衍射分析等相关实验,得到储层岩样矿物组分及微观结构等特征,结... 详细信息

我国海陆过渡相页岩地质储量大、资源丰度高,开发前景广阔。但钻井过程中井壁极易发生掉块、坍塌,导致井壁失稳影响钻井安全。本文通过钻井岩心观察、电镜和CT扫描、X射线衍射分析等相关实验,得到储层岩样矿物组分及微观结构等特征,结果表明:页岩气储层全岩主要含石英和黏土矿物,地层黏土矿物含量高达45.7%,且黏土矿物中不含蒙脱石,高岭石含量为35%,伊/蒙混层含量为26%;岩样表面纳微米孔隙和微裂缝发育,裂缝宽度在微米级并连通多条窄裂缝;通过岩液作用后晶层间距、表面张力、线性膨胀率和裂缝扩展变化分析,海陆过渡相页岩仅发生表面水化,揭示了海陆过渡相页岩气储层岩液作用机理。优选了水基钻井液抑制剂、封堵剂与润滑剂,构建了一套海陆过渡相页岩气储层的高性能水基钻井液体系,并对其展开了室内评价。钻井液常规性能、抑制性、封堵性、润滑性评价实验结果表明,该钻井液体系抗温100℃,高温高压失水6 mL,泥页岩膨胀率为1.03%,钻井液润滑系数整体小于0.15,体系30 min的API滤失量较基浆降低40%,可对地层微裂缝实现有效封堵,且生物毒性EC50值为37260 mg/L,属于无毒级别,能够满足海陆过渡相页岩气钻井作业施工对钻井液性能的要求并进行了现场应用,封堵防塌效果良好,可有效解决海陆过渡相泥页岩井壁失稳的技术难题。

关键词：海陆过渡相页岩水基钻井液井壁稳定相互作用

根据动态参数自动生成致密气井开发调整方案的设计方法

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中国战略新兴产业 2024年第5期 32-34页

作者：张颂颂孙俊义徐正华中石油煤层气有限责任公司临汾分公司

随着中国致密气的勘探开发，如何实现致密气藏的有效开发已经成为我国重点研究的课题之一。致密气藏具有储层非均质性强、气层厚度大、生产动态变化快等特点，其开发面临着储层认识难度大、井网系统适应性差、井数多等难题。在开采过程... 详细信息

随着中国致密气的勘探开发，如何实现致密气藏的有效开发已经成为我国重点研究的课题之一。致密气藏具有储层非均质性强、气层厚度大、生产动态变化快等特点，其开发面临着储层认识难度大、井网系统适应性差、井数多等难题。在开采过程中，致密气藏的生产动态数据是基于数值模拟分析的基础，但现有的数值模拟模型和算法对于致密气藏开发中生产数据的分析能力有限，导致数值模拟结果不能准确地预测生产动态变化。因此，有必要建立一种新的致密气藏开发动态预测方法，通过建立模型来预测生产动态变化规律，并提供科学有效的调整方案。本文将介绍一种根据动态参数自动生成致密气井开发调整方案的设计方法，该方法基于现代计算机技术和人工智能算法，通过分析气井的动态数据，为致密气井的开发提供最优的调整方案。

关键词：动态参数逻辑变量致密气井开发调整方案

煤层气水平井筒倾斜-水平耦合流动规律影响分析

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石油机械 2024年第6期52卷 86-95页

作者：张亚飞王滨贾云林胡皓梁萧磊张芬娜中联煤层气有限责任公司北京市朝阳区100015 中国石油大学(华东)

精确掌握煤层气水平井井筒内气液流动规律,对煤层气水平井的合理开发工艺和设备的选择具有重要意义。基于气液两相流理论采用Fluent软件模拟分析的方法,研究了煤层气水平井段倾斜-水平耦合条件下变状态流动规律。分析结果表明:水平段井... 详细信息

精确掌握煤层气水平井井筒内气液流动规律,对煤层气水平井的合理开发工艺和设备的选择具有重要意义。基于气液两相流理论采用Fluent软件模拟分析的方法,研究了煤层气水平井段倾斜-水平耦合条件下变状态流动规律。分析结果表明:水平段井筒中,上倾斜段井筒内的流动会加剧井筒内气液两相界面的波动。高气、液量下水平段井筒内持液率在流体流动方向上不断增大,低气、液量下水平段井筒内持液率在流体流动方向上不断减小。上倾段倾斜角小于20°时,倾斜角对水平段平均持液率影响较大;下水平段井筒中,倾斜段井筒的长度和倾斜角会影响水平井筒中假想断面的位置,同一流动条件下,出口上倾井筒的倾斜角越大、长度越大,假想断面位置越远离出口端上倾井筒。研究结果可为煤层气水平井下泵深度等排采工艺设计和优选提供理论依据。

关键词：煤层气水平井上水平段下水平段变状态流动影响因素持液率