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熔融法天然气裂解制石墨烯工艺及应用研究

石油与天然气化工 2024年第5期53卷 25-32页

作者：覃莉何阳东陈昌武杨汉杰杨威高华邬娅洁贺云豪中国石油西南油气田公司蜀南气矿中国石油西南油气田公司天然气研究院德阳烯碳科技有限公司

目的采用熔融法天然气裂解技术将天然气中的碳元素转化为高价值碳材料——石墨烯,结合可再生能源供能,可实现整个工艺零碳排放且副产氢。为进一步实现天然气的低碳、高值化利用,有必要对熔融法天然气裂解技术进行研究。方法介绍了熔融... 详细信息

目的采用熔融法天然气裂解技术将天然气中的碳元素转化为高价值碳材料——石墨烯,结合可再生能源供能,可实现整个工艺零碳排放且副产氢。为进一步实现天然气的低碳、高值化利用,有必要对熔融法天然气裂解技术进行研究。方法介绍了熔融法天然气裂解制石墨烯工艺的反应机理、熔融介质研发进展与裂解反应器设计等,并以中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田公司)熔融法所产石墨烯粉体为样本,对其进行分析表征与应用研究。结果在熔融法天然气裂解实验中发现:高温和高含量原料气有助于提升石墨烯生长的速度和转化率,石墨烯出现厚度增大的现象。西南油气田公司通过对熔融催化体系进行改性,降低裂解反应温度和提高原料气进气含量,成功制得少层石墨烯,提升了石墨烯产量。结论根据应用性能评估结果,表明西南油气田公司所产石墨烯粉体可在导热、防腐、导电与封堵液等应用领域进行开发。此外,加强裂解反应器及其配套设备的研发、石墨烯行业标准编制将是未来重点发展方向。

关键词：天然气综合利用熔融法天然气裂解石墨烯氢

上扬子地区储层固体沥青Re-Os同位素组成特征及其地球化学意义

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天然气地球科学 2024年

作者：孙闻钟宁宁罗情勇冉钰张奕涵吴进邹易杜涛石锐锬胡文新中国石油大学(北京)地球科学学院中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院

储层固体沥青在世界许多含油气盆地中均有所发现，包含了油气形成和演化等重要信息。近年来固体沥青Re-Os同位素测年法成为了研究的热点。然而，沥青Re-Os同位素年龄却常常具有多解性，其地球化学意义尚不明确。该研究对上扬子地区的固... 详细信息

储层固体沥青在世界许多含油气盆地中均有所发现，包含了油气形成和演化等重要信息。近年来固体沥青Re-Os同位素测年法成为了研究的热点。然而，沥青Re-Os同位素年龄却常常具有多解性，其地球化学意义尚不明确。该研究对上扬子地区的固体沥青进行了Re-Os同位素分析及有机岩石学研究。结果显示，贵州松桃麦地下寒武统沥青Re-Os年龄为195±20Ma，代表了固体沥青的固化时间，同时也代表了下寒武统牛蹄塘组页岩停止生烃时间的最晚时间。贵州金沙岩孔灯影组固体沥青Re-Os年龄为297±20Ma，代表了固体沥青的固化时间。四川威远气田灯影组固体沥青Re-Os年龄为342.8±4.7Ma，代表了石油生成时间。研究提出了固体沥青Re-Os年龄含义与有机质热演化关系模式图，认为固体沥青Re-Os年龄可能代表了石油生成时间、油气成藏时间、沥青固化时间或热化学硫酸盐还原作用（TSR）结束时间，具体取决于固体沥青成因及体系内Os同位素组成是否均一化。

关键词：固体沥青 Re-Os定年油气成藏地球化学

四川盆地泸州北区五峰组—龙马溪组深层页岩气储层地应力地震预测技术

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天然气地球科学 2024年

作者：石学文王畅张洞君杜炳毅高建虎董雪华吴涛张建新中国石油西南油气田分公司页岩气研究院中国石油勘探开发研究院西北分院

四川盆地泸州北区的深层页岩储层受多期构造运动的影响，具有构造条件复杂、地应力变化快，导致其预测难度大，针对性地提出了一种基于叠前各向异性反演的地应力地震预测技术，在贝叶斯理论框架下，利用各向异性AVA方程构建叠前AVAZ反... 详细信息

四川盆地泸州北区的深层页岩储层受多期构造运动的影响，具有构造条件复杂、地应力变化快，导致其预测难度大，针对性地提出了一种基于叠前各向异性反演的地应力地震预测技术，在贝叶斯理论框架下，利用各向异性AVA方程构建叠前AVAZ反演方法，从叠前偏移距矢量片（Offset Vector Tile， OVT）道集出发，反演获得页岩储层的弹性参数与各向异性参数；同时，推导了基于裂缝密度和泊松比表示的水平应力差异比（Differential Horizontal Stress Ratio， DHSR）计算公式，利用该公式估算储层的DHSR。利用该方法对四川盆地泸州北区五峰组—龙一1亚段深层页岩气开展DHSR预测，并划定了页岩气勘探开发的有利区，为研究区的评价部署、井轨迹设计及储层改造等提供可靠的地球物理依据。

关键词：四川盆地泸州北区页岩储层各向异性叠前反演地应力

高压含硫天然气对井口节流橇冲蚀的数值模拟及现场验证

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油气储运 2024年第6期43卷 665-674页

作者：罗召钱田兴平王欢欢王博彭轴宇廖柯熹何国玺钟瀚宇中国石油西南油气田分公司川西北气矿西南石油大学石油与天然气工程学院

[目的]高压含硫天然气节流过程对节流橇有明显的冲蚀破坏作用,因此采取合理的检测手段非常重要。[方法]以川西北气矿双鱼石下二叠统气藏L004-X1井口节流橇为研究对象,采用Fluent软件建立数值模型,模拟井口压力103MPa的高压条件下的流场... 详细信息

[目的]高压含硫天然气节流过程对节流橇有明显的冲蚀破坏作用,因此采取合理的检测手段非常重要。[方法]以川西北气矿双鱼石下二叠统气藏L004-X1井口节流橇为研究对象,采用Fluent软件建立数值模型,模拟井口压力103MPa的高压条件下的流场及冲蚀过程。分析了现场工况下节流橇内的压力场与速度场,研究了天然气中固体杂质颗粒的质量流量、入口速度、直径及节流橇前后压降对节流阀体冲蚀的影响,并采用超声波相控阵技术对现场L004-X1井出口段测温测压套开展了在线、离线壁厚检测,以验证节流橇冲蚀数值模拟及现场不停产在线检测的可行性。[结果]阀芯内壁面的冲蚀形貌以点状分布为主,出口段测温测压套的冲蚀形貌为连续片状分布,并且由于重力原因导致出口段测温测压套中位于下方的C面冲蚀最为严重。阀芯冲蚀最严重部位为阀芯内壁面,其次为阀芯出口处。冲蚀速率随颗粒的质量流量、入口速度的增加而增大,随颗粒直径的增大而逐渐减小并趋于平稳。对比数值模拟结果与超声波相控阵现场离线检测结果发现,出口段测温测压套4个面最小壁厚的平均相对误差为4.1%,验证了数值模拟的可行性。超声波相控阵现场在线、离线两种检测方法得到的最小壁厚基本一致,为便于现场操作,推荐使用在线检测方式。[结论]研究成果可为现场节流方案制定与节流橇的检测提供理论参考,但数值模拟研究中并未考虑H2S腐蚀的影响,后续可结合不同气体压力与速度的H2S腐蚀实验来进行更准确的冲蚀速率预测。(图12,表2,参20)

关键词：含硫天然气节流橇数值模拟现场验证节流压降超声波相控阵

四川盆地寒武系筇竹寺组页岩气勘探发现及其意义

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石油学报 2024年第9期45卷 1309-1323页

作者：雍锐吴建发吴伟杨雨然徐亮罗超刘佳何一凡钟可塑李彦佑朱逸青陈丽清中国石油西南油气田公司四川成都610051 中国石油西南油气田公司页岩气研究院页岩气评价与开采四川省重点实验室四川成都610051

寒武系筇竹寺组是中国最早进行页岩气勘探和研究的层系之一,早期由于整体地质认识不清,加之受工程技术条件限制,仅在埋深小于3500 m、构造相对平缓的威远背斜和长宁背斜实施勘探评价工作,但生产情况不佳,未实现大规模的商业开发。近期,... 详细信息

寒武系筇竹寺组是中国最早进行页岩气勘探和研究的层系之一,早期由于整体地质认识不清,加之受工程技术条件限制,仅在埋深小于3500 m、构造相对平缓的威远背斜和长宁背斜实施勘探评价工作,但生产情况不佳,未实现大规模的商业开发。近期,资201井和威页1H井取得重大勘探突破,标志着"德阳—安岳"裂陷槽筇竹寺组深层页岩气在地质认识上取得了重大进展。"德阳—安岳"裂陷槽控制了筇竹寺组的沉积环境,槽内深水硅质泥棚相和槽缘斜坡深水含粉砂质泥棚相为优势沉积相带,有利于页岩气富集成藏。筇竹寺组在纵向上发育多套页岩储层,以1小层、3小层、5小层和7小层为主。其中,5小层为主力突破层,其总有机碳含量为2.7%~3.1%,孔隙度为4.2%~4.9%,脆性矿物含量为69.5%~76.5%,含气量为7.8~9.5 m3/t,成熟度适中,为3.0%~3.5%;3小层为潜力勘探层。筇竹寺组有望实现多层段立体开发。裂陷槽中段寒武系底界构造简单,无明显大断层,筇竹寺组的地层压力系数主体在1.8以上,保存条件良好。裂陷槽的存在提供了充足的沉积空间和物质基础,使得筇竹寺组页岩的烃源丰富,生气量高;乐山—龙女寺古隆起的存在避免了筇竹寺组页岩过高热演化。建立了"槽-隆"页岩气富集模式,明确了筇竹寺组有利勘探面积为4400 km2,资源量为2×1012m3。筇竹寺组页岩气的勘探突破开辟了又一个万亿立方米储量、百亿立方米产量的页岩气增储上产新阵地。下一步将复制资201井地质—工程一体化高产模式,将其推广应用到整个南方上扬子地区海相深层—超深层页岩气勘探开发领域。

关键词：四川盆地裂陷槽筇竹寺组深层页岩气成藏条件勘探突破

高含硫天然气管道泄漏H_(2)S扩散规律研究

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 130-136页

作者：苏诗漫王浩丞史春艳刘名名中国石油西南油气田分公司川东北气矿四川达州635000 成都理工大学能源学院成都610059

在高含硫天然气管道中,泄漏事故的风险较高,一旦事故发生,将对周围建筑和居民安全构成严重威胁。本研究聚焦于含5%硫化氢(H_(2)S)的天然气管道,利用计算流体力学方法对水平泄漏扩散进行了数值模拟。特别研究了风速对泄漏口上游建筑各楼... 详细信息

在高含硫天然气管道中,泄漏事故的风险较高,一旦事故发生,将对周围建筑和居民安全构成严重威胁。本研究聚焦于含5%硫化氢(H_(2)S)的天然气管道,利用计算流体力学方法对水平泄漏扩散进行了数值模拟。特别研究了风速对泄漏口上游建筑各楼层硫化氢体积分数的影响。主要发现包括:(1)通过在仿真的房屋模型中各楼层设置监测点,观察到随着楼层增高,H_(2)S气团扩散至房间的时间显著缩短。(2)随着风速的变化,位于高层(第11层至第24层)的房间内H_(2)S气团扩散时间随风速的增加而减少。而对于低层(第1层至第10层)的房间,在风速低于9 m/s时,H_(2)S气团扩散时间随风速增加而延长;但当风速超过9 m/s时,扩散时间随风速增加而缩短。这些结果为高含硫天然气管道泄漏事故的应急响应和安全管理提供了重要参考。

关键词：天然气管道数值模拟泄漏扩散硫化氢

大川中沙溪庙致密砂岩储层支撑裂缝导流能力的影响因素

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石油与天然气化工 2024年第3期53卷 92-97页

作者：张学平刘友权张鹏飞周厚安中国石油西南油气田公司天然气研究院

目的增加裂缝导流能力,提高致密砂岩气的压裂增产稳产效果。方法为了探究加砂压裂技术在大川中沙溪庙致密砂岩储层改造中的适应性,针对该储层的特点,采用API裂缝导流能力测试仪,考查了支撑剂类型及粒径、铺砂浓度、闭合压力及压裂液类... 详细信息

目的增加裂缝导流能力,提高致密砂岩气的压裂增产稳产效果。方法为了探究加砂压裂技术在大川中沙溪庙致密砂岩储层改造中的适应性,针对该储层的特点,采用API裂缝导流能力测试仪,考查了支撑剂类型及粒径、铺砂浓度、闭合压力及压裂液类型对支撑裂缝导流能力的影响。结果相同粒径陶粒的支撑裂缝导流能力大于覆膜石英砂和石英砂,但覆膜石英砂的导流能力受闭合压力的影响最小;0.106~0.212 mm石英砂与0.212~0.425 mm覆膜石英砂的不同组合支撑剂粒径(质量比分别为1∶4、1∶1和4∶1)支撑剂导流能力下降幅度相比单一支撑剂更加平缓。支撑剂组合为4∶1的裂缝导流能力高于1∶4和1∶1组合,在高闭合压力条件下接近0.212~0.425 mm覆膜石英砂用作单一支撑剂时的裂缝导流能力。在低闭合压力条件下,增加铺砂浓度促使导流能力明显增大。而随着闭合压力的增加,这种影响程度逐渐减弱。支撑剂采用(0.106~0.212 mm石英砂)∶(0.212~0.425 mm覆膜石英砂)用量为4∶1的组合支撑剂,当闭合压力为41.4 MPa时,清水压裂破胶液处理后的液测导流能力较质量分数为3%的KCl降低25.43%,返排压裂破胶液处理后的液测导流能力较质量分数为3%的KCl降低58.34%。结论实验结果指导了现场压裂支撑剂类型、粒径以及铺砂浓度等施工参数的选择,在四川盆地川中沙溪庙组致密气储层进行现场应用,获得了较好的压裂增产效果。

关键词：致密砂岩支撑剂导流能力缝宽增产效果

川东北地区凉高山组致密砂岩孔隙特征及成因机制——以川东北铁山金窝剖面为例

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断块油气田 2024年

作者：章海燕张釜源林思臣祝海华王明磊李育聪中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院中国石油西南油气田分公司川东北气矿西南石油大学地球科学与技术学院

为系统了解川东北地区凉高山组致密砂岩微观特征及物性主控因素，本文以川东北铁山金窝凉高山组为研究对象，综合野外露头样品，开展岩石铸体薄片、XRD全岩分析、扫描电镜及孔隙度测试，系统分析凉高山组砂岩的岩石学、储集空间、物性... 详细信息

为系统了解川东北地区凉高山组致密砂岩微观特征及物性主控因素，本文以川东北铁山金窝凉高山组为研究对象，综合野外露头样品，开展岩石铸体薄片、XRD全岩分析、扫描电镜及孔隙度测试，系统分析凉高山组砂岩的岩石学、储集空间、物性及成岩作用特征，探讨物性控制因素，明确储层成因机制。结果表明：研究区凉高山组砂岩成分及结构成熟度中-差，岩石类型以细粒长石岩屑砂岩为主；孔隙类型以残余原生粒间孔、粒内微孔、杂基/胶结物微孔为主，孔隙度介于0.64%～14.71%，平均6.65%，物性较差；砂岩成岩特征表现为强压实、弱胶结、弱溶蚀。砂岩物性是物源、沉积条件及埋藏成岩过程共同作用的结果：小湖盆、近物源导致了砂岩搬运距离短，淘洗不充分，岩屑及塑性组分含量高；早期持续快速埋藏压实导致粒间孔隙快速损失、后期胶结和溶蚀受抑制。互层的烃源岩品质较差导致储层晚期溶蚀改造有限。喜山期抬升改造促进砂岩显微裂缝发育，有利于改善储层物性，现今有利砂岩主要形成于水下分流河道。

关键词：砂岩储层孔隙特征成因机制凉高山组侏罗系川东北地区四川盆地

天然气净化厂循环水系统无磷缓蚀阻垢剂研究与应用

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石油与天然气化工 2024年第3期53卷 134-140页

作者：黄丽华倪伟李蒲智黄红兵王月马悦中国石油西南油气田公司天然气研究院国家能源高含硫气藏开采研发中心中国石油天然气集团有限公司高含硫气藏开采先导试验基地中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司蜀南气矿中国石油西南油气田公司川西北气矿

目的在无磷缓蚀阻垢剂研发过程中,以聚环氧琥珀酸(PESA)与三元共聚物等为主要原料复配进行配方筛选。方法通过旋转挂片腐蚀实验、静态阻垢实验对无磷缓蚀阻垢剂进行适应性评价和研究。结果通过现场监测,该无磷缓蚀阻垢剂取得了良好的缓... 详细信息

目的在无磷缓蚀阻垢剂研发过程中,以聚环氧琥珀酸(PESA)与三元共聚物等为主要原料复配进行配方筛选。方法通过旋转挂片腐蚀实验、静态阻垢实验对无磷缓蚀阻垢剂进行适应性评价和研究。结果通过现场监测,该无磷缓蚀阻垢剂取得了良好的缓蚀阻垢效果,腐蚀速率控制低于0.075 mm/a。同时,对实验前后循环水细菌进行测定,结果呈现持续降低的趋势,水体富营养化程度降低,说明无磷配方对系统细菌控制具有积极的作用。结论室内研究及现场试验结果均证实该缓蚀阻垢剂体系在中、低硬度水质下具有优异的效果,能够保障天然气净化厂循环水系统的稳定运行。

关键词：循环水无磷缓蚀阻垢剂天然气净化厂细菌