• / 63
  • 下载费用:5 下载币  

页岩气研究实验室设备选型调研 (1)

关 键 词:
页岩 研究 实验室设备 选型 调研
资源描述:
页岩气实验研究及设备选型调研侯风岗2012年 11月 6日2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 2指导本报告的是:赵庆波,国家能源页岩气研究中心原主任、教授,李 良,中联煤层气有限责任公司副总经济师,张金川,中国地质大学的教授,包书景,中石化石油勘探开发研究院非常规所副所长2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 致 谢3前 言作为一个新兴的非常规能源,页岩气资源的开发需要大量技术、资金和人员投入。而中国页岩气资源的开发刚刚起步,经验匮乏,技术不成熟,这些因素制约着中国页岩气的发展,页岩气资源的规模开发还有很长的路要走。页岩气开发对技术的要求很高,相对常规天然气来说,开采起来比较难,这主要是由页岩气藏的特点决定的。但由于基础理论研究及认识发展速度滞后于践行发展速度,页岩气勘探开发研究过程中不断遇到新的困难及问题,对于页岩气先期勘探、含气性评价、储量评价、岩石力学分析、储层改造等需要开展哪些实验?如何开展这些实验以及做这些实验需要选择哪些科研仪器设备等问题,目前须亟待解决。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 4目录:• 1、开展我国页岩气实验研究,建立页岩气实验体系的必要性和紧迫性• 2、页岩气及其基本特征• 3、国外页岩气实验测试技术与手段• 4、国内页岩气实验研究现状• 5、中国页岩气实验项目五大体系• 6、实验研究项目对应实验仪器设备表• 7、页岩气重点实验仪器介绍2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 5一、开展我国页岩气实验研究, 我国页岩气资源基础条件具有自身特点,不能完全照搬国外经验。 我国勘探和开发处于初级阶段,技术和装备不够成熟。实验手段和实验体系还没有与我国页岩气开发实践同步。 开展我国页岩气实验研究,建立页岩气实验体系是支撑页岩气地质理论发展、评价页岩气资源潜力、提高页岩气发展动力、规避页岩气勘探开发风险的重要依据。 国外页岩气研究和开发技术对我国的封锁使我们必须走自力更生、不断创新的道路。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 6二、页岩气的概念:页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。页岩气既可以是生物成因气也可以是热成因气,或是生物成因气与热成因气的混合气。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 岩气作为非常规油气的一种,具有以下基本特征:• ( 1)由于页岩气具有自生自储的特点,故有机质含量高是页岩气储层的基本特征。• ( 2)富含粘土矿物。• ( 3)组成岩石的矿物粒度细小是其显著特征。• ( 4)极低的孔隙度和渗透率。• ( 5)纳米级空隙结构。空隙结构细小,主要以微孔和中孔为主。• ( 6)巨大的矿物表面积。泥页岩由于粒度细、孔喉小,从而导致其相对于固相岩石中的大空隙具有更大的内表面积。• ( 7)复杂的成岩构造。含气页岩中,有机质的成熟度都比较高。反映了其较深的埋藏过程。• ( 8)大比例的页岩气吸附赋存。• ( 9)页岩气藏的地层压力多变。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 岩气有经济价值的开发必备条件• 页岩气储集方式和物性的特殊性 决定了其物性测试技术具有自身的特殊性和要求,而国内目前针对页岩气测试关键技术评价方法体系还没有建立,常规测试设备不能满足针对页岩气物性测试要求。• 建立针对页岩气关键测试技术评价方法体系和相关设备研发迫在眉睫。如何经济高效开发页岩气,储量和产量大小是关键,储量和产量与储层性质有关。储层含气量、可否流动,是否具有利于油气流动的大孔喉和良好的水动力系统,是影响页岩气储量和产量的关键因素。• 针对页岩气储层物性测试技术是正确进行页岩气储量评价、认识页岩气流动能力的关键。储层矿物组成和开发过程储层伤害评价则有利于保护储层,提高页岩气生产能力。• 页岩气地质选区技术较为特殊、复杂,需考虑有机质含量、演化程度、埋藏深度、单层厚度、硅质含量和储层物性等参数指标 ,这些指标都需要从实验中得到,其核心是储层分析和含气性分析。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 项关键地质要素2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 页岩气有经济价值的开发必备条件:• ( 1)岩石组成一般为 30粘土矿物、 15粉砂质(石英颗粒);• ( 2)泥地比不小于 50%;• ( 3)有机碳含量一般小于 30%;• ( 4) 限 一般不小于 2%;• ( 5) 高可至 • ( 6)净厚度:不小于 6m;一般在 30 ( 7)岩石物性: Ф≤10%, Ф含气 = 1 ( 8)吸附气含量:吸附态 20% 间,一般 50%± ;• ( 9)含气量: 1t;• ( 10)经济开发深度:不大于 3800( 4000) 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 11三、国外页岩气实验测试技术与手段国外由于页岩气工业起步较早,再加上一些研究机构设立了专门针对页岩气的实验室,页岩实验测试技术日臻完善,促进了页岩气勘探开发的进步。目前,美国三大实验室对页岩气的实验测试项目有较为成熟的研究,并形成了一系列的研究体系。这个三大实验室分别为: 012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 关研究技术和方向油气公司体评价体系现场气测定体系页岩气等温吸附体系孔隙度渗透率测试体系特殊岩性分析体系岩石学体系烃源分析体系和井场服务体系服务的仪器:场页岩气自动测试装置。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 13类型名称 相关研究技术和方向油气公司定有机质丰度和热成熟度天然气组分分析分析解析气体组分和气体特性等温吸附实验 确定在一定储层压力和温度条件下最终能储存的天然气量气体同位素分析确定储层产气来源及盆地和储层中页岩气的分布岩石物性测定 测定岩石的孔隙度、渗透率、含水饱和度、密度从而确定储层能力和生产特征岩石力学性质研究进行水力压裂优化模拟实验,压裂液和完井液的评价以识别注入流体对岩石的潜在伤害地层条件下的含水饱和度的油田 测量法进行最终的储量评估。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 14类型名称 相关研究技术和方向油气公司透率、含水饱和度和含气量研制了一套岩石学特征分析仪器烃源岩分析仪、 自然伽玛光谱分析仪、致密岩石渗透率测试仪、 扫描电镜 (薄片岩相鉴定仪、 层及开发数值模拟、水平井技术、地质导向钻井以及压裂方面具有较强实力。石力学分析、地质学分析、生物地层学分析、地球化学分析、页岩分析仪器 设备 体组份、同位素分析2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 15类型名称 相关研究技术和方向高校美国犹他大学储层物性特征(吸附、岩石压缩系数)、页岩储层条件(压力、温度、湿气含量)及页岩属性(孔隙度、渗透率、 熟度、矿物含量等),在页岩气储层地质建模方面实现了突破,可通过微观和宏观的裂缝建模老研究页岩成藏的相关问题。美国德州大学裂缝精细研究美国麻省理工大学电子探针、 发渗流其他气量分析美国地质局解吸气量、损失气量、残余气量伦敦的 国的 拿大联邦地质调查局( 属的部分实验室、德国的 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 16四、国内页岩气实验研究现状中国的页岩气研究处于起步较晚,最早是有高校中国石油大学、中国地质大学、中国矿业大学、西南石油大学等高校进行先期研究,最主要是从事页岩气地质理论研究和对我国页岩气资源评价、有利区域划分方面的研究。随着近年美国页岩气的成功,我国的石油开采垄断巨头中石油、中石化、中海油迅速进入该领域,为我国页岩气的快速发展起了中坚作用。接着,地矿行业、煤炭行业、电力行业纷纷加入,使我国的页岩气研究到开发成为蓬勃发展的阶段。但总体来说,受我国地质条件的限制、实验设备和实验条件的限制、资金投入的限制、人才缺失的限制等等,我国还处于一个初级的研究和探索阶段。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 验)中心 –京) 油气藏地质及开发工程国家重点实验室• (成都理工大学和西南石油大学于 1988年联合申请)1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 验)中心特色技术页岩含气量测试技术:有效确定页岩储层中的气体含量,用于页岩等岩石的含气性测定致密岩石测试技术:测试致密岩石总孔隙度及渗透率等各种参数页岩微观孔隙表征技术:用于解剖岩石内部结构,孔隙度和饱和度计算页岩气增产改造技术:已成功对威 201井和宁 201井页岩储层进行水力压裂改造和试气,显示出良好的页岩气开发前景仪器与设备全自动应变测试系统:页岩储层改造性研究全自动 岩储层矿物定量分析高精度页岩气含气量测试装置:页岩储层(游离气和吸附气)含气性扫描探针显微镜及制样系统:页岩表面显微构造测定实验研究级材料偏光显微镜:页岩储层有机质组分定量气体等温吸附测试装置:测定页岩储层吸附能力描分析岩样孔隙和裂隙2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 京)仪器名称 4 V 9500孔隙度测定仪 4 全自动压汞仪 1 9500湿筛仪 1 150高温高压失水仪 1 欧维特 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 20油藏综合解释系统 4 V 9500孔隙度测定仪 4 全自动压汞仪 1 9500湿筛仪 1 150高温高压失水仪 1 欧维特 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 21阴极发光仪 1 0A L Ⅲ高级透反偏光显微镜 1 5 Ⅱ煤层气成藏模拟软件 1 全自动工业分析仪 1 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 223. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室序号 仪器名称 型号 国别 厂家1 界面流变仪 国 德 功能扫描探针显微镜 国 温高压岩心多参数测量仪 国 无4 三轴岩石力学测试系统 国 美国 温高压界面张力仪 700国 德国 转滴界面张力仪 国国)7 压裂酸化裂缝导流能力测试仪 国 海安石油科研仪器厂8 压裂酸化工作液动态滤失仪 国 海安石油科研仪器厂9 高温高压流变仪 7400 美国 千德乐公司10 '兰 荷兰帕纳科公司2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 2311 兰 荷兰帕纳科公司12 全自动比表面及孔隙度分析仪 000e 国 康塔13 超长焦距连续变焦视频显微镜 V 11 中国 蔡司光学仪器(上海)国贸公司14 多功能长岩芯驱替装置 拿大 行时间质谱仪 224 美国 美国安捷伦科技有限公司16 高温高压流变仪 国 德国 相沉淀测定仪 拿大 境扫描电子显微镜 50 美国 美国 光粒度仪 英国 英国马尔文20 离子色谱仪 士 瑞士 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 24五、中国页岩气实验项目五大体系( 1)岩石学分析体系( 2)地球化学分析体系( 3)含气性分析体系( 4)等温吸附实验( 5)特殊岩心分析体系2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 28六、页岩气实验研究项目对应实验仪器设备序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器1 野外现场勘查钻取野外露头岩芯 判断岩性绍尔背包式钻机现场岩石 性判断有机 质含量 手持式 解露头地层 构造 探地雷达现场岩石元素含量定量判断岩性及矿物组合 元素捕获仪2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 29序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器2 矿物岩石学分析岩石薄片制作岩石薄片鉴定观察微观结构,粗判孔隙性、岩石结构切片机、磨片机、抛光机、偏光显微镜、实体显微镜、电烘箱、药物天平、铸体仪。显微照相系统扫描电镜分析 孔隙性、岩石结 构、微孔结构 扫描电镜岩石结构特征测试 岩石微观结构 5163射线衍射仪密度和真密度 测量 全自动密度分 析仪2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 30序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器3 地球化学分析有机碳含量( 页岩有机质丰度、生烃能力 5116硫测定仪镜质体反射率( 研究生油气母质的成熟度、 地热变化规律 6948司显微镜、显微光 度计沥青反射率 有机质成熟度,推算油气生 成与运移的地质时间 显微镜、光度计干酪根显微组分及类型 判断干酪根显微组分及类型 5125物显微镜岩石热解 生烃能力 18602石热解分析仪、残 余有机碳分析仪散射式电子成像 有机质分布形态、相对元素 组成 电子背散射衍射系统色谱 体组成、页岩气母质类型、 成熟度 色谱 岩气气源对比 定页岩粘土矿物的年代 同位素分析仪泥页岩中碳酸盐岩含量 地层水活动状况 碳酸盐含量分析仪页岩粒度、元素化学分析 判定沉积环境和气候背景同位素分析仪、粒度分析仪显微组分荧光分析利用显微组分荧光参数可以标志显微组分生烃、排烃的演化过程5125度计、透反射光显 微镜2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 31序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器4 含气性实验分析页岩气含气量测定 气量判定 19559岩气的组分 气相色谱仪解吸附 判定解吸压力 和能力高压等温吸附仪、全自动比表面分析仪2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 32序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器5 储层改造与开发 实验分析储层应力 判定压裂方向及 规模 微地震监测仪压裂液 压裂液的选择 地层伤害测试系 统携沙能力 判定压裂方向及 规模 裂缝导流能力测 试系统支撑剂导流 导流能力测试 裂缝导流能力测 试系统敏感性分析 压裂液对地层的 适应性 岩心敏感性流动 实验装置界面流变 流变能力测试 高温高压流变仪成藏模拟通过不同的岩性组合在不同的介质、压力、温度下研究不同运移条件下页岩气的成藏过程页岩气成藏模拟分析实验装置2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 33序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器6 储层物性分析脉冲式岩石孔隙度、渗透率测试 孔渗、物性脉冲式岩石孔隙度、渗透率测试仪氩离子抛光扫描电镜孔渗、有机质观察、成熟度氩离子抛光扫描电镜压汞和比表面联合技术 测定微孔结构压汞仪、全自动比表面分析仪比表面积测定 空隙体积、吸 附能力 全自动比表面 分析仪“五敏 ” 测定 为压裂和改造 提供依据 岩心敏感性流 动实验装置泥页岩润湿性测试为压裂和改造提供依据润湿性测试仪张力仪2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 34序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器7 岩心力学分析应力 定水力压裂时裂缝的方向、长度、形态等特征全自动三轴实验系统岩石单轴抗压强度试验岩石三轴抗压强度试验声发射测试测量杨氏模量、泊松比,为压裂提供依据1月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 35序号 分析项目名称 测试分析内容 对应地质应用 参照标准 所选仪器8 岩 助干酪根计算元素俘获测井仪( 分辨率测井和电阻率成像沉积、构造、裂缝地应力研究,对天然缝、诱导缝、微裂隙分辨高分辨率测井和电阻率成像仪( 马能谱孔隙度、渗透率、饱和度、辅助干酪根计算伽马能谱测井仪( 波扫描测井测量时差、各向异性、三维岩石力学分析声波扫描仪2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 36页岩气重点实验仪器介绍2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 37采用非稳态压力脉冲衰减法技术,模拟地层条件下测量空隙度和渗透率• 工作介质:氦气和氮气孔隙度测量范围: - 40%• 渗透率测量范围: 15D• 围压范围: 500 - 9,800 压力传感器测量范围: 0 00 压力传感器精度 • 装岩样数: 1”直径岩样 18个2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 38研究岩样地层敏感性及做地层伤害评价;评估井液、压裂液、以及完井液等在井眼中循环流经井壁时对地层所造成的伤害;以及用于提高采收率研究等。• 研究岩样地层敏感性及做地层伤害评价;评估井液、压裂液、以及完井液等在井眼中循环流经井壁时对地层所造成的伤害;以及用于提高采收率研究等。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 39 核磁共振成像分析系统• 采用核磁共振进行石油岩心分析,可以从一块岩样中得到孔隙度 (总孔隙度、有效孔隙 度、粘土束缚水孔隙度等 )、自由流体指数(可动流体百分数 )、孔径分布以及渗透率等多种参数,具有无损检测、一机多参数、一样多参数的显著优点.2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 40采用静态容量法得到等温高压吸附线。根据吸脱附等温数据定量地描述地层气体在不同压力条件下的吸附特性。可使用氢气、甲烷、二氧化碳等作为吸附气体。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 417322 型高温高压稠化仪• 7322 型高温高压稠化仪有很宽的温度和压力操作范围,最高操作温 度摄氏 2050C(华氏 400 度 ),最大工作压力 1502,000 • 通过对水泥施加高温高压, 7322 型高温高压稠化仪可模拟各种真实 井底固井条件。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 42波依尔定律 )测量孔隙度,孔隙度范围: 量覆压下的孔隙度。• 键完成,所有阀门开启关闭均由电脑软件自动控制。• 动计算孔隙度。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 43岩心敏感性流动实验装置• 岩心敏感性流动实验装置是进行五敏(水敏、速敏、盐敏、酸敏、碱敏)等敏感性评价的一种全自动流动实验装置,其工作原理是根据达西定律,在实验设定的条件下注入各种与地层损害有关的流体,或改变渗流条件(流速、净围压等),测定岩样的渗透率及其变化,以评价储层渗透率损害程度。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 44利用 能直观地描述岩石特性,如孔隙度分布、密度变化、裂缝、空洞、层理、岩石伤害等,能够计算岩心的基本物理参数(体积密度、孔隙度、饱和度),还可对特殊油藏岩心进行综合描述分析,将精细油藏描述推向更高的层次。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 45蔡司 A 15 扫描电子显微镜• 在材料分析领域,许多使用者选择 A 15分析型扫描电镜,它提供了先进的图像和分析方案。用一个机动化的 5轴平台和大的 轴跟踪扫描,可变的压力容量作标准,并且智能扫描电镜软件操作方便, 析泥页岩的微观空隙、裂缝特征、矿物成分。2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 46020m2/000埃。 cc/g。埃2012年 11月 52012 北京市富力万丽酒店 /012/3012 47
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:页岩气研究实验室设备选型调研 (1)
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-47334.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开