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力学所在页岩特征参数测试研究与应用领域获得进展

作者:江文滨、林缅 2020-11-25 17:23 来源:
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  我国的页岩气资源量处于世界前列,勘探和开发潜力巨大。页岩储层具有层理发育各向异性显著、基质(微纳米孔隙)和裂缝两类气体储集空间与流动通道并存、相当比例的气体以吸附态赋存于纳米孔隙中等特点,明显不同于常规油气储层。这就决定了页岩特征参数测试分析方法与常规储层岩石存在较大差异。此外,我国埋深超过3500m的深层页岩气资源占比约2/3,是下一步页岩气勘探开采的重点。 

  中国科学院力学研究所林缅研究团队针对深层页岩储层建成了宽温压范围的页岩特征参数测试平台,有效支撑了我国四川盆地南部页岩气井的勘探开发实践。 

  研究团队根据深层页岩储层及气体赋存、流动的特点,针对当前页岩特征参数测试设备不足的问题,改进设备硬件设计、软件开发、测试技术与分析方法等,研制了高压氦孔隙度与颗粒渗透率仪、多功能覆压超低渗透率分析仪、超高压气体吸附仪等设备,形成了有针对性的、独具特色的页岩特征参数测试平台。该平台可完成页岩不同加载条件、不同级别和不同方向的渗透率测试分析,可开展基本覆盖中深层页岩储层的温压范围的高压、超高压气体吸附测试。平台已应用于我国四川盆地长宁、威远、泸州和渝西等区块的31口页岩气井的勘探开发实践,服务于五峰组与龙一11~4页岩的物性、含气性精细评价及微观流动分析,支撑了中石油西南油气田分公司页岩气研究院的2019年度长宁和威远储量提交、2020年井位部署、水平井箱体设计、跟踪评价等生产任务。 

  研究项目获得了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和“十三五”国家科技重大专项的支持,已申请发明专利8项(其中已获授权4项)、软件著作权登记7项,在SPE JournalFuelMarine and Petroleum GeologyJournal of Petroleum Science and Engineering等石油工程、地质领域知名学术期刊上发表论文13篇。 

图1 页岩特征参数测试平台(局部)

图2 颗粒渗透率最优化求解方法及非达西特征

图3 高压气体吸附仪与进口设备的同样测试结果对比及不同含水饱和度吸附等温线测试

  主要文章及链接: 

  1)  Investigation into the apparent permeability and gas-bearing property in typical organic pores in shale rocksMarine and Petroleum Geology2019,110,871-885. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2019.08.030 

  2)  Characterization of pore structures and gas transport characteristics of Longmaxi shaleFuel2019,258,116146. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116146 

  3)  A multiscale reconstructing method for shale based on SEM image and experiment dataJournal of Petroleum Science and Engineering2019,179:586-599. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.04.067 

  4)  A new gas content evaluation method for organic-rich shale based on fractionation of carbon isotopes of methaneSPE Journal2019,24(6):2574-2589. https://doi.org/10.2118/197043-PA 

  5Molecular dynamics investigation of conversion methods for excess adsorption amount of shale gasJournal of Natural Gas Science and Engineering2018,49:241-249. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2017.11.006 

 

 

 

 

 

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