流体-地质力学耦合建模表征水力压裂诱发地震:以加拿大Fox Creek地区为例 被引量：12

1

作者 惠钢 陈胜男 顾斐 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期864-875,共12页

随着水力压裂技术在页岩气开发中的广泛应用,加拿大西部盆地的诱发地震活动显著增加.目前对于诱发地震的综合表征方法还不成熟.本文采用一种综合地质、岩石力学及流体力学的研究方法,对Fox Creek地区2015年2月8日发生的M 3.0诱发地震事... 随着水力压裂技术在页岩气开发中的广泛应用,加拿大西部盆地的诱发地震活动显著增加.目前对于诱发地震的综合表征方法还不成熟.本文采用一种综合地质、岩石力学及流体力学的研究方法,对Fox Creek地区2015年2月8日发生的M 3.0诱发地震事件进行了综合表征.首先,利用高分辨率三维反射地震资料,采用蚂蚁体追踪技术识别潜在断层.其次,利用测井曲线和压裂施工数据等资料定量求取岩石力学及地应力参数,建立三维地质力学模型,明确水力压裂缝的空间扩展规律.最后,建立流体-地质力学耦合模型,计算水力压裂过程中断层附近的孔隙压力及局部应力变化,利用摩尔-库仑破裂准则判定断层激活的时间与空间位置,揭示本次诱发地震事件的触发机制并提出风险控制对策.结果表明,三条由Precambrian基底向上延伸至Duvernay地层的近垂直断层在水平井压裂过程中被激活.由于水平井的部分压裂缝与断层沟通,注入流体沿断层的高渗透破裂带向下迅速扩散,在基底位置激活断层并诱发M 3.0地震事件.其中孔隙压力增加是本例中断层活化的主要因素.现场措施表明,增大压裂水平井与已知断层之间的距离被可以有效地降低地震风险.因此在进行水平井钻井及压裂作业之前,明确地下断层的分布位置至关重要. 展开更多

关键词 诱发地震 水力压裂 断层活化 流体-地质力学耦合模型 摩尔-库仑破裂准则 风险控制策略

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不同类型壁面稠油-水体系润湿规律实验与分子动力学模拟 被引量：6

2

作者 卢宁 东晓虎 +3 位作者 刘慧卿 陈掌星 郑伟 曾德尚 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期111-121,共11页

稠油油藏在注蒸汽开发后期阶段,由于稠油、外来流体与岩石壁面间复杂的物化反应,使得壁面润湿性呈现较强的非均匀特征。本文以稠油室内润湿性实验为基础,利用分子动力学模拟手段,对高温高压环境下稠油在不同类型壁面上的润湿行为进行了... 稠油油藏在注蒸汽开发后期阶段,由于稠油、外来流体与岩石壁面间复杂的物化反应,使得壁面润湿性呈现较强的非均匀特征。本文以稠油室内润湿性实验为基础,利用分子动力学模拟手段,对高温高压环境下稠油在不同类型壁面上的润湿行为进行了研究,从而在分子层面揭示了稠油流体在固体表面的微观润湿机理,结果显示分子动力学模拟获得的稠油接触角变化规律与实验结果一致,反映了模拟结果符合岩石矿物表面的真实润湿特征。在此基础上,开展了不同类型壁面的模拟研究,发现壁面亲油基团的活性和数量是影响稠油润湿规律的关键。亲油的甲基基团具有短作用距离、强温敏特征,使得稠油在高甲基占比壁面和高温环境中呈现较大接触角,并造成稠油组分纵向分布差异。受温敏甲基影响,稠油胶质、沥青质重质族组分对稠油-壁面相互作用能的贡献在不同温度环境中表现不同:低温下稠油-壁面相互作用能以沥青质、胶质重质族组分作用为主,高温条件下芳烃等中质族组分对稠油在壁面上润湿具有重要贡献。分子动力学模拟结果有力地补充了实验数据,从微观层面揭示了稠油在不同类型壁面上的润湿机理,并为注汽开发后期的砂岩稠油油藏剩余油动用提供理论指导。 展开更多

关键词 稠油 壁面 润湿特征 室内实验 分子动力学模拟.

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孔喉结构对超深层碳酸盐岩气藏多类型储层渗流能力的影响 被引量：1

3

作者 张钰祥 闫海军 +7 位作者 位云生 曹正林 郭建林 杨胜来 邓惠 陈掌星 郑国强 王忠楠 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期131-140,共10页

超深层碳酸盐岩气藏孔喉结构非均质性强,渗流机制复杂。选取川西北地区双鱼石区块栖霞组储层岩心,通过多尺度CT试验、核磁共振试验和储层条件下的单相渗流、气水两相渗流及应力敏感试验等,系统定量地研究超深层多类型储层孔喉结构特征... 超深层碳酸盐岩气藏孔喉结构非均质性强,渗流机制复杂。选取川西北地区双鱼石区块栖霞组储层岩心,通过多尺度CT试验、核磁共振试验和储层条件下的单相渗流、气水两相渗流及应力敏感试验等,系统定量地研究超深层多类型储层孔喉结构特征参数与渗流特征参数的相关性,深入剖析裂缝、大孔和基质孔隙对超深层多类型气藏气体单相和气水两相渗流的影响。结果表明:不同于中深层储层,增加喉道数量对于提高目的超深层储层的渗流能力非常关键;裂缝发育增加了岩样喉道数量、提高了岩样的连通性从而来大幅度提高岩样的气体渗流能力,并降低了含水气藏的启动压力梯度,缩小了岩样的气水两相共渗区间,但裂缝受压易形变的特质导致岩样的应力敏感性增强,在高压差时岩样的渗流能力和弹性能也急速下降;大孔喉发育提高了储层的储容能力,其抵抗变形能力强的特质有利于降低岩样的应力敏感性,在高压差时维持岩样较高的渗流能力和弹性能。在实际生产过程中,应考虑对裂缝-孔隙型和裂缝-孔洞型储层在生产初期控制产气速度以维持长期稳产,对孔洞型和孔隙型储层增大生产压差或进行压裂和酸化等工艺措施以释放储层产能。 展开更多

关键词 超深层气藏 栖霞组 碳酸盐岩 渗流机制 缝洞结构 相关性分析

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CO_(2)捕集、利用和封存在能源行业的应用:全球案例分析和启示 被引量：7

4

作者 薛振乾 谢祥 +3 位作者 马浩铭 孙喆 张凯 陈掌星 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期14-21,共8页

为了实现中国21世纪中叶达到碳中和,大规模应用CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研,得出了关于未来CCUS部署的3个见解,这些见解有助于能源行业实现转型。首先,碳源浓... 为了实现中国21世纪中叶达到碳中和,大规模应用CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研,得出了关于未来CCUS部署的3个见解,这些见解有助于能源行业实现转型。首先,碳源浓度较低导致碳捕集效率低,从而导致碳捕集的经济成本较高的问题是目前CCUS项目无法商业化的主要因素,在发展当前的碳捕集技术,提高捕集效率和降低捕集成本的同时也应大力研究空气捕集技术,尤其是在工艺设计和新型吸附材料研发方面,争取实现弯道超车;其次,CO_(2)在油气藏和咸水层的封存与利用应当作为CCUS技术研究的重点,逐步实现大规模推广,并在技术升级和体系完善的基础上推广CO_(2)增强地热、煤层气等其他耦合技术;最后,应当在当前国际上较成熟的碳政策的基础上研究适合中国的激励政策,建立有效的法律法规。论文总结了当前CCUS的关键挑战,并为未来的CCUS研究方向提供了指导方向。 展开更多

关键词 CCUS 碳中和 碳捕集 CO_(2)利用 CO_(2)地质封存 CO_(2)提高油气采收率

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胆碱基DES在EOR及CCUS中的应用与展望

5

作者 白佳佳 陈掌星 +2 位作者 康毅力 陈明君 陶磊 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期66-76,共11页

深共晶溶剂(Deep Eutectic Solvent,DES)具有低饱和蒸气压、不易燃、不易爆、无毒、易降解、电化学和热稳定性好等优点。DES具有很好的表面活性,DES中的氢键网络与阴、阳离子表面活性剂具有很好的协同驱油作用。关于DES与常用表面活性... 深共晶溶剂(Deep Eutectic Solvent,DES)具有低饱和蒸气压、不易燃、不易爆、无毒、易降解、电化学和热稳定性好等优点。DES具有很好的表面活性,DES中的氢键网络与阴、阳离子表面活性剂具有很好的协同驱油作用。关于DES与常用表面活性剂的协同作用研究尚处于起步阶段,二者复配体系提高采收率(Enhanced Oil Recovery,EOR)机理尚不明确。在全面分析归纳总结胆碱基DES物理化学性质的基础上,探究了DES及其与阴或阳离子表面活性剂复配体系EOR机理,揭示了DES吸收二氧化碳机理,提出了DES在稠油油藏、低渗透油藏EOR以及碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)中的应用建议。研究结果对DES在EOR和CCUS的应用推广具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 氯化胆碱基深共晶溶剂 化学驱 氢键 提高采收率 碳捕集、利用与封存

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页岩气纳米孔气体传输模型 被引量：59

6

作者 吴克柳 李相方 陈掌星 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期837-848 889,889,共13页

页岩气纳米孔气体传输模型是准确进行页岩气数值模拟的基础,对页岩气经济开发具有重要的意义。页岩气纳米孔气体传输机理包括纳米孔体相气体传输和吸附气表面扩散,而纳米孔体相气体传输机理包括连续流动、滑脱流动和努森扩散。基于滑脱... 页岩气纳米孔气体传输模型是准确进行页岩气数值模拟的基础,对页岩气经济开发具有重要的意义。页岩气纳米孔气体传输机理包括纳米孔体相气体传输和吸附气表面扩散,而纳米孔体相气体传输机理包括连续流动、滑脱流动和努森扩散。基于滑脱流动和努森扩散两种传输机理,分别以分子之间碰撞频率和分子与孔隙壁面碰撞频率占总碰撞频率的比值作为滑脱流动和努森扩散的权重因子,将这两种传输机理叠加,建立了纳米孔体相气体传输模型。基于Hwang模型,考虑高压条件下吸附气覆盖度的影响,建立了纳米孔吸附气表面扩散模型。结合纳米孔体相气体传输和吸附气表面扩散模型,建立了页岩气纳米孔气体传输模型,并采用分子模拟和实验数据进行了验证。结果表明:1滑脱流动、努森扩散和表面扩散对气体传输的贡献是此消彼长的,其主要受孔隙尺度和压力的支配。2滑脱流动在介、宏孔(半径>2nm)和高压条件下,对气体传输贡献大;在微孔(半径≤2 nm)和低压条件下,其贡献小,可忽略。3努森扩散在宏孔(半径>50nm)和低压条件下,对气体传输贡献不可忽略,在其他条件下均可忽略。4表面扩散在微孔(半径≤2nm)和全压力范围内,总是主宰了气体传输;当孔隙半径>25nm和压力高于1 MPa时,表面扩散贡献可忽略;当孔隙半径在2~25nm和压力低于5 MPa时,表面扩散贡献较高,不能忽略。 展开更多

关键词 页岩气 纳米孔 滑脱流动 努森扩散 表面扩散

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边底水碳酸盐岩气藏提高采收率的微观驱气效率 被引量：9

7

作者 吴克柳 朱清源 +5 位作者 陈掌星 李靖 冯东 王牧原 郭世强 郭豫川 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期122-131,共10页

边底水碳酸盐岩气藏储量丰富,是目前塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等油气产区重要的开发对象,边底水碳酸盐岩气藏在开发中后期普遍面临水侵影响,将引起驱气效率和采收率下降等问题。为此,首先通过耦合流体流动方程和界面追踪方程... 边底水碳酸盐岩气藏储量丰富,是目前塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等油气产区重要的开发对象,边底水碳酸盐岩气藏在开发中后期普遍面临水侵影响,将引起驱气效率和采收率下降等问题。为此,首先通过耦合流体流动方程和界面追踪方程,建立了孔隙尺度水气非混相流动模型,然后基于随机生长4参数法生成的非均质多孔介质模拟了水驱气过程,最后明确了剩余气的分布和形成机理,并探讨了微观驱气效率的变化机制。研究结果表明:①剩余气的分布包括盲端剩余气、孔喉间剩余气和簇状剩余气,其比例和规模受微观孔隙结构、润湿性和毛细管数共同控制,通过改变生产压差,打乱原有压力系统及气体膨胀,能进一步动用剩余气,进而提高微观驱气效率;②微观驱气效率与渗流过程密切相关,每一条水相优势通道的形成或扩大都会引起出口含水率的急剧上升并使驱气效率的增速变缓;③气藏微观孔隙结构和润湿性特征是确定的,通过优化毛细管数改变界面推进模式能有效提高微观驱气效率。结论认为,对于实际气井,应基于储层微观孔隙结构和润湿性特征,揭示气水界面推进力学机制的演变规律,进而确定最优毛细管数;明确孔隙尺度水气渗流特征及微观驱气物理机制,有助于指导气藏提高采收率方案的设计。 展开更多

关键词 边底水碳酸盐岩气藏 孔隙尺度 数值模拟 水气渗流 界面追踪 剩余气 驱气效率 提高采收率

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页岩气纳米孔气体传输综述 被引量：26

8

作者 吴克柳 陈掌星 《石油科学通报》 2016年第1期91-127,共37页

页岩气纳米孔气体传输是页岩气数值模拟基础,对页岩气的高效经济开发具有重要意义。页岩气自生自储,富含纳米孔,这些特殊性造成页岩气纳米孔气体传输机理与模拟显著区别于常规油气藏。本文描述页岩气储集层特征;综述并评价页岩气纳米孔... 页岩气纳米孔气体传输是页岩气数值模拟基础,对页岩气的高效经济开发具有重要意义。页岩气自生自储,富含纳米孔,这些特殊性造成页岩气纳米孔气体传输机理与模拟显著区别于常规油气藏。本文描述页岩气储集层特征;综述并评价页岩气纳米孔气体传输机理和传输模拟,建立了页岩气纳米孔体相气体传输机理判别参数组,并绘制了体相气体传输机理分类新图版;提出了当前页岩气纳米孔气体传输模拟遇到的挑战,并展望了未来需加强研究的关键科学问题。 展开更多

关键词 页岩气 纳米孔 传输机理 模型 模拟 真实气体效应 限域效应

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应力对超深层碳酸盐岩气藏孔喉结构的影响 被引量：11

9

作者 张钰祥 杨胜来 +5 位作者 李强 王蓓东 邓惠 鄢友军 闫海军 陈掌星 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期49-59,共11页

超深层碳酸盐岩气藏埋藏深,应力状态复杂,非均质性极强,应力变化前后孔喉结构的变化规律尚不明确。选取高石梯-磨溪区块台内灯四气藏储层岩心,通过CT扫描得到应力实验和压裂实验前后不同类型储层的孔喉尺寸分布、缝洞占比和连通性等,研... 超深层碳酸盐岩气藏埋藏深,应力状态复杂,非均质性极强,应力变化前后孔喉结构的变化规律尚不明确。选取高石梯-磨溪区块台内灯四气藏储层岩心,通过CT扫描得到应力实验和压裂实验前后不同类型储层的孔喉尺寸分布、缝洞占比和连通性等,研究应力和压裂对超深层碳酸盐岩储层孔喉结构的影响规律。结果表明:在受压恢复后,孔洞型和缝洞型岩心的孔隙和喉道个数均大幅度下降且主要集中在半径在1 mm以下的微孔、中孔和0.04mm以下的微喉,孔隙平均半径、喉道平均半径和喉道平均长度均大幅度增加,缝洞比例大幅度增加,孔隙和喉道总体积趋于减小;孔洞型岩心连通孔喉体积占比大幅下降,而缝洞型岩心由于裂缝发育,其连通孔喉体积占比维持原有水平。压裂后,孔洞型岩心孔隙个数大幅度下降,减少的孔隙半径主要集中在0.5 mm以下的微孔和中孔,孔隙平均半径大幅度上升,增加的孔隙半径主要集中在0.5~0.8 mm,孔隙体积总体呈上升趋势,喉道个数、喉道平均半径、喉道平均长度和喉道总体积均趋于增加,缝洞比例大幅度增加,连通孔喉体积大幅度提高。实验表明超深层碳酸盐岩储层受压恢复后,渗流能力不降反而大幅度提升,压裂主要通过提高孔喉空间中裂缝占比来改善孔喉连通性。 展开更多

关键词 碳酸盐岩气藏 灯影组 应力 压裂 缝洞结构 孔喉结构

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应用径向流产能模拟法确定超深层碳酸盐岩气藏储层物性下限——以高石梯-磨溪区块为例 被引量：6

10

作者 张钰祥 杨胜来 +5 位作者 王蓓东 李强 高鑫远 邓惠 鄢友军 陈掌星 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2023年第3期75-82,共8页

传统产能模拟法在确定气藏储层物性下限时模拟的线性流与实际矿场单井生产时的径向流不符,且基于岩心出口端气体流速与矿场井筒气体流速相等的假设条件与物模需要的相似准则不符。通过改进线性流的实验方法即径向流模拟法,设计新的实验... 传统产能模拟法在确定气藏储层物性下限时模拟的线性流与实际矿场单井生产时的径向流不符,且基于岩心出口端气体流速与矿场井筒气体流速相等的假设条件与物模需要的相似准则不符。通过改进线性流的实验方法即径向流模拟法,设计新的实验装置,模拟更符合气藏实际流线的平面径向流,将室内径向流实验得到的气体流量通过相似准则转换到实际矿场,可以更为真实地评价目的储层的渗流能力,并最终得到符合目的储层气藏产能特征的物性下限。结果表明:改进后的径向流产能模拟方法所获得的气井产能比改进前的线性流产能模拟方法提高约100倍;改进后的径向流产能模拟方法得到的物性下限更低,更符合高石梯-磨溪区块灯四段超深层碳酸盐岩气藏低孔、低渗但单井产能高的实际情况。研究成果能够更准确地评价超深层碳酸盐岩气藏储层的物性下限。 展开更多

关键词 超深层碳酸盐岩气藏 产能模拟 径向流 线性流 储层物性下限

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页岩气有机质和无机质吸附能力定量表征 被引量：4

11

作者 陈掌星 冯东 +4 位作者 吴克柳 李靖 彭岩 贾新峰 东晓虎 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期65-75,共11页

以PR状态方程和CH 4分子与孔隙壁面作用势能为基础,通过引入局部密度函数理论,表征纳米孔隙中CH 4分布特征,进一步耦合页岩有机质和无机质的孔径分布特征及与CH 4相互作用的差异性,建立考虑页岩非均质性的CH 4吸附评价模型,并将模型预... 以PR状态方程和CH 4分子与孔隙壁面作用势能为基础,通过引入局部密度函数理论,表征纳米孔隙中CH 4分布特征,进一步耦合页岩有机质和无机质的孔径分布特征及与CH 4相互作用的差异性,建立考虑页岩非均质性的CH 4吸附评价模型,并将模型预测结果与实验测试结果进行对比。结果表明:模型预测结果与实验测试结果具有很好的一致性;有机质孔的吸附能力强于无机质孔,两类孔隙中吸附相的比例以及差异随孔隙尺度的增大而减小;在孔径为2 nm的孔隙中,有机质孔和无机质孔中吸附气占比分别为80%和62%;在孔径为20 nm的孔隙中,比例分别降至13%和10%;此外,有机质和无机质对吸附气的贡献不仅受孔隙表面性质的影响,而且受孔径分布特征特别是小孔隙(孔径小于20 nm)发育程度的约束。 展开更多

关键词 页岩气吸附 有机质 无机质 孔径分布特征 局部密度函数

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热复合流体对堵剂颗粒沉降特性的影响 被引量：1

12

作者 王武超 刘慧卿 +3 位作者 东晓虎 陈掌星 李禹 王海涛 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期119-129,共11页

稠油热复合开采后期,尽管颗粒堵调作业对进一步提高原油采收率有明显的效果,但储层中存留的热复合流体对堵剂颗粒沉降特性的影响还不明确,从而限制了颗粒悬浮体系在该阶段的应用。为此,依据颗粒沉降速度理论,对颗粒悬浮体系基本物性与... 稠油热复合开采后期,尽管颗粒堵调作业对进一步提高原油采收率有明显的效果,但储层中存留的热复合流体对堵剂颗粒沉降特性的影响还不明确,从而限制了颗粒悬浮体系在该阶段的应用。为此,依据颗粒沉降速度理论,对颗粒悬浮体系基本物性与颗粒沉降速度的内在规律开展研究;通过颗粒悬浮性实验及Zeta电位实验,对不同因素下悬浮颗粒的沉降特性及机理认识开展研究。结果表明,颗粒粒径与孔隙直径之比越小,颗粒群的沉降速度越小;当pH值为5或7时,颗粒悬浮体系的稳定性较好,当pH值为9时,颗粒悬浮体系产生明显的凝聚沉降现象;阴离子或非离子表面活性剂对颗粒悬浮体系的稳定性影响较小,阳离子表面活性剂与颗粒悬浮体系产生絮凝现象,但随着pH值减小絮凝现象减弱,当pH值为3时,无絮凝现象出现。因此,选择合适的颗粒悬浮体系关系到稠油热复合开采后期深部堵调作业的成败。 展开更多

关键词 热复合流体 颗粒 沉降速度 悬浮性 絮凝现象

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微-纳尺度孔隙不同类型流体的赋存状态数学模型 被引量：1

13

作者 东晓虎 陈掌星 +5 位作者 刘慧卿 刘一杉 罗岐岚 吴克柳 赵斌 郑轶丹 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期87-95,共9页

通过考虑微-纳尺度孔隙内流体分子与孔壁间的相互作用势能,引入简化的局部密度函数理论,建立微-纳尺度孔隙不同类型流体的赋存状态数学模型。同时,该模型也考虑微-纳尺度孔隙内流体临界参数随孔隙尺度的变化特征。基于该数学模型,分别... 通过考虑微-纳尺度孔隙内流体分子与孔壁间的相互作用势能,引入简化的局部密度函数理论,建立微-纳尺度孔隙不同类型流体的赋存状态数学模型。同时,该模型也考虑微-纳尺度孔隙内流体临界参数随孔隙尺度的变化特征。基于该数学模型,分别对单组分、双组分及三组分流体的赋存状态进行模拟,评价孔隙直径、组分含量及流体组成等对流体赋存特征的影响。结果表明在微-纳尺度孔隙内流体以吸附相和体相两种形式存在,孔壁处吸附相流体的密度高于孔隙中部的体相流体密度;多组分流体在孔隙内的吸附(液膜)层厚度,大于其中单一轻质组分流体所形成的吸附层厚度,小于单一重质组分流体形成的吸附层厚度;随着孔隙直径及流体碳数的增大,吸附层厚度增大,但增加幅度减小,孔隙直径与吸附层厚度呈近似指数关系。 展开更多

关键词 微-纳米孔 页岩 作用势能 赋存状态 吸附

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堵剂颗粒溶液流变性的影响因素

14

作者 王武超 刘慧卿 +3 位作者 杨发荣 东晓虎 陈掌星 李禹 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期122-128,共7页

稠油热复合开采后期,储层中存留的热复合流体对堵剂颗粒溶液流变性的影响还不明确,从而限制了颗粒溶液在该阶段的应用。为此,依据流变性理论和黏浓公式,结合颗粒溶液黏浓变化规律,优选出一个能够准确描述SiO_(2)+聚合物分散体系的黏浓关... 稠油热复合开采后期,储层中存留的热复合流体对堵剂颗粒溶液流变性的影响还不明确,从而限制了颗粒溶液在该阶段的应用。为此,依据流变性理论和黏浓公式,结合颗粒溶液黏浓变化规律,优选出一个能够准确描述SiO_(2)+聚合物分散体系的黏浓关系;利用流变仪、Zeta电位分析仪和扫描电镜仪,开展了不同因素对SiO_(2)+聚合物分散体系流变性的影响及机理认识的研究。结果表明,SiO_(2)+聚合物分散体系的黏浓关系符合Krieger和Dougherty黏浓模型;随着温度或矿化度的增加,体系黏度减小;随着颗粒浓度或pH值的增大,体系黏度增大;添加阴离子和非离子表面活性剂的SiO_(2)+聚合物分散体系黏度相差不明显,而添加阳离子表面活性剂的SiO_(2)+聚合物分散体系黏度明显大于其余2种溶液的黏度;随着pH值减小,添加不同类型表面活性剂的颗粒溶液黏度均减小。因此,选择合适的颗粒溶液,为SiO_(2)+聚合物分散体系在稠油热采开发后期提高采收率的应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 复合流体 颗粒 聚合物 絮凝 流变性

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徐家围子断陷砂砾岩储层纳米-微米级孔隙的形成及其与天然气充注的关系 被引量：6

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作者 刘超 陈海峰 +1 位作者 王洋 陈掌星 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1574-1586,共13页

松辽盆地徐家围子断陷在沙河子组致密砂砾岩纳米-微米级的孔隙中获得了工业气流,研究纳米-微米级孔隙形成与天然气充注的关系,为勘探选区和"甜点"预测奠定基础.在分析储层岩石学、储集空间和成岩作用特征的基础上,通过储层分... 松辽盆地徐家围子断陷在沙河子组致密砂砾岩纳米-微米级的孔隙中获得了工业气流,研究纳米-微米级孔隙形成与天然气充注的关系,为勘探选区和"甜点"预测奠定基础.在分析储层岩石学、储集空间和成岩作用特征的基础上,通过储层分类和计算各成岩事件对储层物性的影响,确定了砂砾岩储层的致密成因、微米-纳米级孔隙形成机制.研究认为,断陷早期的快速沉降大量减少储层原始孔隙,在强烈的机械压实作用下,富含粘土和塑性岩屑的"超致密砂砾岩"首先致密,相对富含刚性组分的"致密砂砾岩"受中成岩B期碳酸盐胶结物的充填达到致密,晚期碳酸盐岩胶结开始形成时期对应砂砾岩大规模致密化的时期,这期间原始较大孔隙也逐渐向微米-纳米级转化.结合砂砾岩中方解石胶结物内气液烃包裹体的均一温度和地层埋藏史、热史,推断砂砾岩致密化深度为2 500m,致密化时期为距今100Ma.砂砾岩孔隙演化史、源岩生烃史和油气充注史综合研究表明,天然气在储层致密前、后均有充注:初次充注发生在储层致密以前,天然气的生成速率和充注强度低,形成"先成藏、后致密"型构造气藏,斜坡带上倾方向发育微构造形态的部位是"甜点"发育的有利区;成藏高峰发生在砂砾岩致密化之后,天然气"连续"充注,形成不受构造控制的、大面积分布的致密气藏,斜坡带下倾方向邻近生烃中心的河道砂砾岩体是"甜点"发育的有利区.沙河子组砂砾岩储层致密与天然气充注关系综合分析认为,沙河子组主体为"先致密、后成藏",局部为"先成藏、后致密". 展开更多

关键词 致密 砂砾岩 储层 成藏 沙河子组 徐家围子断陷 石油地质

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页岩纳米孔吸附气表面扩散机理和数学模型 被引量：29

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作者 吴克柳 李相方 陈掌星 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期525-540,共16页

页岩富含纳米孔,且吸附气占总气量可高达85%,因此页岩气表面扩散对气体传输具有重要的作用.页岩气藏压力高,页岩表面能量非均质性强,吸附气非等温解吸附等,均加剧了吸附气表面扩散模拟的复杂性.基于低压条件下推导的Hwang模型,考虑高压... 页岩富含纳米孔,且吸附气占总气量可高达85%,因此页岩气表面扩散对气体传输具有重要的作用.页岩气藏压力高,页岩表面能量非均质性强,吸附气非等温解吸附等,均加剧了吸附气表面扩散模拟的复杂性.基于低压条件下推导的Hwang模型,考虑高压条件下吸附气覆盖度的影响,建立了页岩吸附气表面扩散模型.同时,该模型还考虑了页岩表面能量非均质性、等量吸附热和非等温解吸附对表面扩散的影响.研究表明:1)表面扩散系数随压力的增大而增大,随温度的升高而增大,随表面活化能的减小而增大,随气体分子量的减小而增大;2)黏性流动、努森扩散和表面扩散对气体传输的贡献是此消彼长的,主要受孔隙尺度和压力的控制;3)表面扩散在微孔(半径<2 nm)中,对气体传输贡献大,可高达92.95%;在宏孔(半径>50 nm)中,贡献低于4.39%,可忽略;在介孔(2<半径<50 nm)中,表面扩散的贡献介于微孔和宏孔之间. 展开更多

关键词 页岩气 吸附 解吸附 表面扩散 纳米孔

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鄂尔多斯盆地致密储层微观孔隙结构特征与分类 被引量：10

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作者 柴晓龙 田冷 +4 位作者 孟艳 王静怡 黄灿 王泽川 刘宗科 《天然气地球科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期51-59,共9页

致密储层的微观孔隙结构特征是衡量致密储层油气渗流能力和产量的重要因素,也是目前致密油气藏的研究重点和热点。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长8致密储层为研究对象,通过开展恒速压汞实验和建立微观孔隙结构模型,分析了宏观储层物性参... 致密储层的微观孔隙结构特征是衡量致密储层油气渗流能力和产量的重要因素,也是目前致密油气藏的研究重点和热点。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长8致密储层为研究对象,通过开展恒速压汞实验和建立微观孔隙结构模型,分析了宏观储层物性参数与微观孔隙结构参数的关系,实现了对致密储层微观孔隙结构的精细划分。研究结果表明:喉道半径越大,总进汞饱和度、喉道进汞饱和度和孔隙进汞饱和度越大,残余的湿相饱和度越小;致密岩心喉道半径及孔隙半径均呈“两端分布少、中间多、左右不对称,粗(正)偏态”的正态分布特征,随着孔隙度和渗透率的增大,正态分布参数α和σ值有增大的趋势;以主流孔喉半径为判别特征参数,将致密岩心孔隙结构类型分为4类:Ⅰ类渗透率大于1×10^(-3)μm^(2),主流孔喉半径大于1μm;Ⅱ类渗透率为(0.5~1)×10^(-3)μm^(2),主流孔喉半径为0.7~1μm;Ⅲ类渗透率为(0.3~0.5)×10^(-3)μm^(2),主流孔喉半径为0.5~0.7μm;Ⅳ类渗透率小于0.3×10^(-3)μm^(2),主流孔喉半径小于0.5μm。致密储层孔隙结构以Ⅲ、Ⅳ类为主,具有孔喉细小,渗透性较差,岩心的孔隙分选性相对较好的特征,形成了一种简单有效的预测致密岩心微观孔隙结构分布规律的经验方法,能够为快速认识致密油藏微观孔隙特征提供支撑。 展开更多

关键词 致密储层 微观孔隙结构 恒速压汞实验 孔隙结构模型 微观孔隙结构类型

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温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响 被引量：3

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作者 张钰祥 杨胜来 +5 位作者 王蓓东 王元昊 邓惠 鄢友军 闫海军 陈掌星 《天然气地球科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1895-1905,共11页

超深层碳酸盐岩气藏埋藏深、温度高,高温对多类型储层渗流能力的变化规律尚不明确。选取高石梯—磨溪区块灯四段气藏储层岩心,通过测定升温和降温过程中岩样的气体单相渗透率和不同温度下的气水界面张力及气水两相相对渗透率,得到温度... 超深层碳酸盐岩气藏埋藏深、温度高,高温对多类型储层渗流能力的变化规律尚不明确。选取高石梯—磨溪区块灯四段气藏储层岩心,通过测定升温和降温过程中岩样的气体单相渗透率和不同温度下的气水界面张力及气水两相相对渗透率,得到温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律。研究结果表明:在20~120℃范围内,随温度改变,不同类型储层岩样气体单相渗流能力均呈幂函数变化,升温过程中气相渗透率下降受气体黏度升高、白云石晶体膨胀及岩石颗粒脆化后运移的共同影响,一次升温和降温后,缝洞型岩样由于微裂缝发育渗透率不可逆程度最高为82.52%,孔隙型岩样由于小孔喉发育次之为27.63%,孔洞型岩样最低为9.46%,缝洞型岩样为温敏型岩样,孔隙型和孔洞型岩样为耐温型岩样,多类型气藏的温度上限集中在44~50℃附近;温度升高主要通过降低水气黏度比来提高气驱水效率和气水两相渗流能力,地层温度下的水气黏度约为常温条件下的1/3,高温条件下多类型储层的气水相渗曲线更能代表实际地层的两相渗流特征。温度对多类型超深层碳酸盐岩气藏渗流能力的影响规律可为此类气藏的高效开发提供理论依据。 展开更多

关键词 超深层碳酸盐岩气藏 温度 气体单相渗流 气水两相渗流 气水物性

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