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隨著對(duì)非常規(guī)油氣資源研究的深入,我國(guó)在頁巖氣的勘探開發(fā)上已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),而在媒體報(bào)道的我國(guó)頁巖油的技術(shù)可采資源量43.52億噸(EIA .Sep 24, 2015),居世界第三位。我國(guó)的頁巖油資源主要分布于中新生界陸相沉積盆地中,如松遼盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、塔里木盆地等。(詳情可參考http://www.sohu.com/a/128491464_505855)
我國(guó)頁巖油氣分布情況圖
頁巖油目前認(rèn)為的有兩種形式,一種是和頁巖互層的砂巖中的油,或者是碳酸鹽巖裂縫中的油,這和我們認(rèn)知的常規(guī)油氣相似;另一種這是頁巖基質(zhì)中的油,經(jīng)歷了生烴和初次運(yùn)移后依然留在烴源巖中的那部分,由于排烴效率較低,這部分油的含量十分可觀。目前有消息表明中石油將會(huì)在未來幾年內(nèi)投入大量的資金在頁巖油領(lǐng)域,主要投入方向是鉆井和儲(chǔ)層改造上。針對(duì)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,頁巖油儲(chǔ)層的原位改造上或是模擬排驅(qū)實(shí)驗(yàn)上,這部分的需求會(huì)逐漸被提出。
通過查閱資料和參與的座談報(bào)告可以得知,目前頁巖油研究的主要難點(diǎn)在于如何建立綜合性的實(shí)驗(yàn)室頁巖油氣評(píng)價(jià)體系,目前我國(guó)頁巖油地質(zhì)情況如下:
我國(guó)頁巖油的分布比較廣,頁巖油形成的地質(zhì)年代差異較大,以中新生界的陸相頁巖油為主,其熱演化程度偏低,頁巖油油質(zhì)偏稠,流動(dòng)性差。各個(gè)油田的頁巖油在組成上差異較大。
開發(fā)上難度大,由于頁巖中的油質(zhì)偏稠,流動(dòng)性差,給開發(fā)帶來了很大的難度,因此中石油的總工趙文智和胡素云等人寫了《頁巖油地下原位轉(zhuǎn)化的內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位》這樣一篇文章中,參考了淺層(<500m)油頁巖的一些技術(shù)來進(jìn)行模擬和前期的試探性的開發(fā)。
頁巖油的含油性評(píng)價(jià)上,針對(duì)不同地區(qū)的頁巖油儲(chǔ)層的含油性還沒有一個(gè)相對(duì)成熟和標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)體系,目前中國(guó)石油大學(xué)(北京)的馬曉瀟博士將頁巖中的總含油量的評(píng)價(jià)和剩余含油量的評(píng)價(jià)通過生烴模擬形成模型具有一定的參考價(jià)值。
綜上所述:頁巖油的研究需要如下兩部分
常規(guī)靜態(tài)部分
巖礦組成(粘土和全巖、透反射熒光顯微鏡)
(鄒才能等人建立了黃鐵礦/粘土和頁巖含油性之間的一些關(guān)系)
需要設(shè)備:XRD(X射線衍射儀-推算礦物組成),XRF(X射線熒光光譜-元素組成)
地化組成(氯仿瀝青”A”,Rock-eval(S1、S2、HI、OI),微量元素、TOC)
需要設(shè)備:ICP-MS/GC-MS/Rock-eval
孔隙結(jié)構(gòu)
需要設(shè)備:高壓壓汞儀、恒速壓汞儀、氮吸附儀、FE-SEM、卡爾蔡司的顯微鏡
含油性
需要設(shè)備:生烴模擬相關(guān)的儀器,熱解紅外,熱解質(zhì)譜
動(dòng)態(tài)開發(fā)部分
模擬頁巖原位改造相關(guān)設(shè)備
用于模擬油頁巖原位干餾開采的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)方法與流程,把相近油頁巖的測(cè)試方法進(jìn)行借鑒,亦正如頁巖氣興起之時(shí)對(duì)煤層氣測(cè)量方法的借鑒,國(guó)內(nèi)高校也具備一些這樣的科研資源,模擬頁巖原位改造條件,對(duì)我們進(jìn)一步的優(yōu)化開發(fā)工程時(shí)具備一定的幫助的。
目前我國(guó)頁巖油剛在起步階段,其靠打井維持產(chǎn)能的模式一如當(dāng)初頁巖氣的模式,雖然有人詬病和詆毀,不過依然妨礙不了頁巖氣產(chǎn)業(yè)成為我國(guó)油氣產(chǎn)業(yè)的后起之秀,當(dāng)頁巖氣開發(fā)的榮光還在昨天,我國(guó)頁巖油開發(fā)已經(jīng)加速趕來。
附錄:
目前國(guó)內(nèi)外涉及的頁巖油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)儀器
蔡司EVOMA15掃描電子顯微鏡,在材料分析領(lǐng)域,許多使用者選擇EVOMA15分析型掃描電鏡,它提供了先進(jìn)的圖像和分析方案。用一個(gè)機(jī)動(dòng)化的5軸平臺(tái)和大的XY,Z軸跟蹤掃描,可變的壓力容量作標(biāo)準(zhǔn),并且智能掃描電鏡軟件操作方便,EVOMA15在現(xiàn)代材料分析掃描電鏡領(lǐng)域提供了的視覺圖像。分析泥頁巖的微觀空隙、裂縫特征、礦物成分。
ASAP2020M全自動(dòng)快速比表面積及孔隙度分析儀,孔徑可測(cè)量到微孔3.5埃。微孔區(qū)段的分辨率為0.2埃。
Grand-3E型熱解同位素紅外光譜儀,可以用來測(cè)定熱解過程中不同干酪根生成的產(chǎn)物變化,步進(jìn)式的精確程序控溫便于我們更好的去分析生油過程中不同條件導(dǎo)致的產(chǎn)物差異,并在生油過程中可以同時(shí)檢測(cè)同位素比的變化。
CE-440元素分析儀,CE-440可以檢測(cè)所有有機(jī)物質(zhì)碳?xì)溲醯蛭宸N元素,擁有的水平進(jìn)樣系統(tǒng),沒有記憶效應(yīng)帶來的誤差,動(dòng)態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的燃燒技術(shù)以及良好的密封系統(tǒng),使CE-440有機(jī)元素分析儀每次做樣所用消耗品最少。
ULtrapore-300型自動(dòng)氦孔隙度測(cè)量?jī)x,采用氦氣膨脹原理(波依爾定律)測(cè)量孔隙度,孔隙度范圍:0.01%-40%-儀器可以與已有的巖心夾持器配用,測(cè)量覆壓下的孔隙度。測(cè)量過程完全自動(dòng)化,一鍵完成,所有閥門開啟關(guān)閉均由電腦軟件自動(dòng)控制。
巖心敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置,是進(jìn)行五敏(水敏、速敏、鹽敏、酸敏、堿敏)等敏感性評(píng)價(jià)的一種全自動(dòng)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置,其工作原理是根據(jù)達(dá)西定律,在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的條件下注入各種與地層損害有關(guān)的流體,或改變滲流條件(流速、凈圍壓等),測(cè)定巖樣的滲透率及其變化,以評(píng)價(jià)儲(chǔ)層滲透率損害程度。
CT成像數(shù)字巖心分析設(shè)備,利用CT掃描完成對(duì)巖石在不被破壞狀態(tài)下的靜態(tài)物理參數(shù)進(jìn)行完整描述,并能直觀地描述巖石特性,如孔隙度分布、密度變化、裂縫、空洞、層理、巖石傷害等,能夠計(jì)算巖心的基本物理參數(shù)(體積密度、孔隙度、飽和度),還可對(duì)特殊油藏巖心進(jìn)行綜合描述分析,將精細(xì)油藏描述推向更高的層次。
FCS-842壓裂支撐劑導(dǎo)流能力測(cè)試系統(tǒng),支撐劑裂縫導(dǎo)流評(píng)價(jià)系統(tǒng)是用來在試驗(yàn)室模擬油氣井井下條件下確定支撐劑層的裂縫導(dǎo)流率或滲透率。根據(jù)需要,其試驗(yàn)可在zui大閉合應(yīng)力20,000psi(140MPa)和zui高溫度350℉(177℃)下使用鹽水或氣體進(jìn)行。它可以確定所使用的支撐劑,壓裂液,以及產(chǎn)出烴類型或流速與長(zhǎng)期裂縫導(dǎo)流率的函數(shù)關(guān)系。
AVMS巖芯聲波測(cè)試系統(tǒng),夾持器圍壓10000psig,孔壓9500psig;;陪滲透率測(cè)試用的流動(dòng)孔;剪切波和壓縮波傳感器陣列;計(jì)算機(jī)控制數(shù)字示波器;輸出剪切波和壓縮波參數(shù),波速,衰減,泊松比,楊氏模量和總(體積)模數(shù)。
CFS-10000多功能巖芯驅(qū)替試驗(yàn)系統(tǒng),可以根據(jù)用戶需求定制,將氣液滲透率測(cè)量、敏感性評(píng)價(jià)、酸化、聲波、電阻率等試驗(yàn)功能集成于一體的多功能巖芯驅(qū)替系統(tǒng)。
PoroPDP-200型覆壓孔隙度滲透率測(cè)量?jī)x,用于在模擬地層覆壓(zui大壓力70MPa)條件下,按美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(APIRP-40)的要求,測(cè)量巖芯樣品的克氏滲透率,測(cè)量范圍:0.00001-10md,以及測(cè)量巖芯樣品的孔隙體積和孔隙度。
Isoprime100穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀,可用來測(cè)定巖石、干酪根、天然氣、水、原油及巖石提取物等化合物中的同位素比,在確定烴源巖的類型、油氣成因等領(lǐng)域廣泛使用。特別在頁巖氣、頁巖油的性質(zhì)、賦存狀態(tài)等評(píng)價(jià)中有著舉足輕重的作用。
全自動(dòng)真密度/開閉孔率分析儀AccuPyc II1340系列,可對(duì)體積從0.01至350cm3的各種粉末、固體與泥漿進(jìn)行高速高精度體積測(cè)量和密度計(jì)算。大部分樣品分析可在三分鐘內(nèi)完成。
等溫吸附測(cè)試系統(tǒng)OTKJ100-40HT/OTKJ100-68HT,于頁巖氣、煤層氣在不同壓力條件下等溫吸附量、解吸量測(cè)試。主要完成樣品甲烷氣吸附及解吸全過程中的數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、曲線顯示分析等。
頁巖氣現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)OTKJ-101H,頁巖含氣性自動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。測(cè)定地層狀態(tài)下頁巖單位體積和重量的含氣能力。為頁巖氣地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。