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以页岩油气为代表的低品位油气资源勘探与开发不断取得重大突破,已经成为中国重要的接替性资源。开展页岩气渗流机理和数值模拟模型研究有助于实现页岩气藏开发的动态变化过程,为认识页岩气渗流规律、优化数学模型、产能评价和预测奠定技术基础。围绕页岩气多尺度多流态多重介质下的运移机理,系统地阐述了页岩气数值模拟模型的研究进展,页岩气数值模拟模型可分为等效连续介质模型、离散裂缝网络模型和混合模型,总结了这3类数值模拟模型的优缺点。等效连续介质模型原理简单,追求宏观尺度的等效,忽略了储层内部真实流态,适用于裂缝发育程度低的均质页岩气藏;离散裂缝网络模型准确反映复杂裂缝网络的渗流特征,可以描述高度离散裂缝的形态规律,适用于勘探程度高且裂缝高度发育的页岩气藏;混合模拟模型结合两者的优点,能够准确反映复杂裂缝网络和流体运移规律,在满足计算精度的同时又节约了大量的计算资源,随着计算处理能力的增强,混合模拟模型是今后的发展趋势。最后分析了页岩气藏数值模拟模型中存在的问题,并指出了发展方向。 相似文献
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自美国页岩气革命以来,中国油气勘探开发对页岩气的研究日渐重视,大量研究对中国陆域页岩气地质资源进行了评价和优选,但对页岩气的生成机理、富集机理、成藏时间和后期破坏等方面的认识仍十分有限。文章通过对比已有对页岩气储层中的流体包裹体的研究,总结流体包裹体在页岩气储层的应用方法、现状与发展趋势。目前对于页岩气储层的包裹体研究,主要使用显微测温方法,对流体包裹体的均一温度、盐度进行研究;结合激光拉曼光谱测试分析包裹体成分,进而模拟恢复其古压力条件,从而反映出页岩气的生成机理、成藏温压条件等。总体而言,中国目前对页岩气生烃机制和保存机制以及储层特殊性的重视程度仍然不够,流体包裹体研究有望成为解决这些问题的利器,需要对其开展更多的工作。 相似文献
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美国页岩气大规模商业性开发促进了中国页岩气地质调查评价和研究工作的开展.经过近10年的探索实践,认识到中国页岩气地质条件复杂,地质理论和开发技术有待突破.从中国富有机质页岩特征及分布规律、生气机理与富集规律、页岩气储层物性及微结构、保存条件、资源评价与选区评价等方面对目前中国页岩气地质理论研究进展进行了综述分析,讨论了中国在页岩气地质理论研究中存在的问题,并对今后中国页岩气地质研究工作进行了展望.认为沉积、构造对页岩层段分布规律的控制作用研究需加强,页岩气吸附机理的理论认识需深入,微结构定性定量测试分析技术需提高,评价现今页岩气保存条件的指标体系需建立,选区参数体系和标准需进一步完善. 相似文献
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中国季风区很多单点石笋氧同位素记录与集成的大区域温度场在长时间尺度上呈负耦合变化模式.通过理论计算和观测记录校准分析,温度效应和雨量效应均不能加以解释.从环流效应角度分析,发现信风张弛既控制了中国季风区石笋δ18O的主要变化趋势,也决定了西太平洋暖池的温度高低和面积大小,而后者在很大程度上影响着全球温度的走向,因此可确认,二者的负耦合是信风决定的“一因二果”.进而分析了中国季风区石笋δ18O短尺度环流效应响应于ENSO循环的机理,并在此基础上,借助模式结果,将环流效应概念推广到轨道尺度,由此获得中国季风区石笋δ18O序列缺失偏心率周期等问题的初步解答. 相似文献
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RegCM3模式在西北地区的应用研究Ⅱ:区域选择及参数化方案的敏感性 总被引：15，自引：3，他引：12
通过数值模拟方法,研究了降水对区域尺度、积云对流参数化等的敏感性.结果表明:由于较小区域尺度的模式内部场和大尺度分析场激发的外强迫之间有更强的束缚,这种束缚使得内外强迫更容易达到一致.小区域尺度模拟的降水型比大的区域尺度的模拟更好,但同时,大的区域尺度消弱了由于模式侧边界效应产生的虚假动力效应,模拟的降水在量值上更加接近于观测值.因此,进行区域气候模拟时,须根据需要对模式区域进行仔细的选择.结果同时表明,由于Grell方案倾向于模拟更多的对流降水,因此Kuo-Anthes方案对西北地区降水型和量值的模拟比Grell方案更接近于实际.由于地形对于降水的重要意义,在复杂地形下进行区域气候模拟时有必要在模式中仔细描述地形. 相似文献
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《地球科学进展》2020,(4)
页岩气的规模开采已逐步实现高产和稳产,作为替代能源弥补油气能源短缺成为可能。页岩储层致密,微纳米孔发育,具有吸附解吸特征和扩散、滑脱效应。同时天然裂缝、层理等发育,水平井体积压裂后水力裂缝不规则扩展,具有多场耦合跨尺度流动效应。其产能预测困难且不确定性大,制约着页岩储层的高效开发和评价。考虑页岩气多尺度多重输运特征,综述了基于双重介质模型、多重介质模型以及复杂缝网模型的页岩气水平井产能预测数值模型的研究发展现状。认为双重介质和多重介质产能模型均弱化了页岩储层压后开采时复杂缝网系统提供的庞大的可渗流面积和通道,不能综合表征页岩气全尺度多重耦合运输特征。而基于复杂缝网的页岩气水平井产能预测数值模型提供了多尺度流动嵌入的缝网系统,解决流动系统性的同时又精确表征了各尺度流动。产能可靠预测需要获得符合储层地质特征、岩石力学行为、高压流体冲击流固耦合作用机理的复杂缝网形态表征。缝网表征是页岩气水平井产能预测的关键。 相似文献
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保存条件是控制页岩气富集和高产的关键因素,我国四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气已实现了商业化开发,但受到保存条件的影响,页岩气富集差异性明显,对勘探开发目标优选提出了挑战。因此,深化中国南方海相页岩气保存机理及模式研究对扩大页岩气勘探开发成效、提高页岩气产量具有重要意义。本文以四川盆地及周缘地区五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,应用盆地模拟、流体包裹体分析、覆压孔隙度和渗透率实验、页岩三轴岩石力学测试等技术方法,取得了3方面认识：(1)揭示了页岩气构造保存机理,构造演化控制了页岩微裂缝开启、游离气富集和地层超压发育,差异构造演化过程及强度控制了页岩气赋存状态及含气量,构造抬升开始晚、强度小对页岩气保存有利;(2)阐明了页岩气顶底板封闭机理为岩性和物性封闭,岩性致密、页岩厚度、微观孔隙结构是顶底板封闭的关键控制因素,页岩气自封闭机理为毛管力和分子间作用力封闭,受控于孔隙连通性和甲烷吸附作用;(3)基于埋深和构造变形强度,建立了海相页岩气正向构造高部位和负向构造低部位保存模式。正向构造页岩气保存受控于裂缝发育程度,埋深大于页岩破裂深度、背斜两翼夹角大于120°有利于页岩气保存,负向构造页岩气保... 相似文献
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揭示页岩气的吸附机理是阐明页岩气的吸附规律及转化条件、建立具有普适意义的定量评价模型的基础.采用GCMC（Grand Canonical Monte Carlo）分子模拟方法,对不同温压条件下CH4和CO2在不同孔径的伊利石狭缝形孔隙中的吸附行为进行模拟,结果表明,分子模拟与实验所得的吸附量归一化到单位表面积才具有相同的内涵和比较的意义.在此基础上进行的对比表明,分子模拟与实验结果相近,奠定了由分子模拟考察页岩气吸附行为和机理的基础:气体吸附于矿物表面的内因（机理）是气-固分子之间的范德华力和库仑力,伊利石表面对CO2的吸附能力比其对CH4的吸附能力强是其结合能更高的反映;CH4和CO2在伊利石表面的吸附虽然并非严格的单分子层吸附,但以一个强吸附层为主;孔径减小到微孔后吸附相密度将发生叠加,形成微孔填充,也是其结合能叠加的结果. 相似文献
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吸附态是页岩气的主要赋存状态之一，对吸附气含量的准确评价是页岩气勘探开发中的重要环节.在页岩吸附气含量评价过程中，所选用的等温吸附模型是否遵循页岩气的赋存状态及其微观作用机理，是决定模型适用性的关键所在，也是决定吸附气含量评价准确性的重要因素.因此，需要对页岩气在孔隙表面的赋存状态及其微观作用机理开展深入研究，为科学地优选或建立吸附气评价模型提供理论依据.利用巨正则蒙特卡洛（Grand Canonical Monte Carlo，简称GCMC）法分别模拟甲烷在有机质和伊利石孔隙中的吸附特征并得到分子构型，并进行分子动力学（MD）模拟使体系达到充分平衡.在此基础上，根据气体浓度分布、密度场分布以及分子间相互作用等特征阐明页岩气在孔隙表面的赋存状态及其微观作用机理.研究表明，页岩气在孔隙表面的吸附作用并非单层吸附，吸附相可划分为强吸附层、弱吸附层和二者之间的吸附层波谷.强吸附层主要受到矿物表面的吸附作用；吸附层波谷与弱吸附层既受到矿物表面的吸附作用，又受到不同吸附层之间的吸附作用.Langmiur模型与BET模型的假设条件与此机理不严格相符，可能对模型评价精度造成一定影响.对页岩气在孔隙表面赋存状态及其微观作用机理的研究，有望为吸附模型的优选或建立提供理论依据. 相似文献
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页岩气储集层通常为低孔、低渗透率,开采寿命长,生产周期长,采收率变化较大,且低于常规天然气采收率,先进的开采技术使页岩气成为未来能源的希望。从理论研究、资源量评估、技术标准、钻完井压裂技术、国家政策、环境保护、天然气价格等方面分析当前中国开发页岩气的现状,得出目前中国还不适合大规模开采页岩气,其理论价值远大于工业价值。 相似文献
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北美页岩油气研究进展及对中国陆相页岩油气勘探的思考 总被引：2，自引：0，他引：2
北美在海相页岩油气的勘探开发中已获得巨大成功,研究表明,页岩油和页岩气形成条件和赋存状态虽然具有较多的共性,但也存在一定差异。共性为二者均呈"连续型"分布于沉积盆地的斜坡和中心带,具有工业开采价值的页岩油气均产自有机质丰度高、脆性矿物含量高、存在异常高压的页岩地层。两者的差异性表现在页岩气的产生具有多源性和多阶性,即页岩气既可来自Ⅰ-Ⅱ型有机质,也可来自Ⅲ型有机质,但页岩油主要来自Ⅰ-Ⅱ型有机质;页岩气可形成于有机质成熟作用的任何阶段,但页岩油是有机质处于成熟阶段的产物。由于页岩油和页岩气分子直径和结构的差异导致两者在页岩中的赋存状态和开采机制存在一定差别。勘探实践表明,中国陆相盆地存在着丰富的页岩油气资源,如何利用这些资源,有针对性地研究其勘探开发技术,是我国页岩油气勘探开发面临的重要问题。 相似文献
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中国南方海相页岩气超压机制及选区指标研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在页岩气勘探开发选区的过程中,首先要寻找含气量较高的地区作为开发区块,含气量高的地区其资源丰度高,在同样的增产改造规模下单井EUR也较高,经济性也好。由于页岩含气量等于吸附气加上游离气,再加上溶解气,游离气、吸附气和溶解气都与压力系数关系密切。在美国开展页岩气地质选区过程中,由于地质条件稳定,认为超压对于页岩气田没有那么重要,正常压力、甚至欠压都可以实现开发,因此美国页岩气地质选区指标中没有压力系数的概念,并没有将超压作为一个关键指标。但是由于中国与北美地质成藏背景不同,北美页岩气主要位于环加拿大克拉通盆地,背景非常稳定,而我国是由多个地块拼接而成,构造复杂,同时页岩形成的时代较久,因此,我国与北美地质条件最大的差别为页岩成熟度高低和构造运动的强弱。因为我国海相成熟度高,导致孔隙压实,孔隙度降低;我国构造运动相对活跃,断裂发育,保存条件相对差。对于高成熟、低孔隙度的页岩,要达到同样的含气量需要较大的地层压力系数,这样单井最终可采储量才能达到经济极限,才能实现商业开发。我国南方分布有丰富的海相页岩气,具有厚度大、分布稳定的特点,普遍经历了高成熟演化和强烈地质构造运动。在油气生成过程中由于排烃作用的发生形成了广泛发育超低含水饱和度的特征,超低含水饱和度存在为形成超压富集区创造了条件,这种超压核心区是南方海相页岩气近期主要的勘探目标。扬子地区已经发现的超压页岩气田的增压机制主要包括构造抬升型增压、水热型增压、黏土矿物脱水型增压、生烃型增压。焦石坝海相页岩气田主要为构造型增压所形成的超压页岩气田,长宁页岩气田主要为生烃增压型页岩气田。页岩气选区指标应该是核心区/富集区优选指标,指标取值依据必须与超压气田地质特征参数匹配才有意义。北美地区页岩气地质选区需要考虑埋深、页岩厚度、TOC含量、含气量、硅质矿物含量。由于北美地质条件简单、成熟度适中,在低压、欠压条件下可实现商业化,但在高成熟、断裂发育背景下,地层压力系数尤其重要,应该考虑地层层压力系数。因此,本文认为页岩气地质选区中,除了考虑页岩埋深(1 500~4 500 m)、页岩厚度(>30 m)、总有机碳含量(>2%)、硅质矿物含量(>30%)等基本参数外,应把地层压力系数大于1.3以上作为我国南方海相页岩气选区的重要指标之一,才能体现我国南方海相页岩气特点,同时提高页岩气选区的准确性和科学性。 相似文献
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我国目前开发的中深层-深层页岩气藏储层压力高.低压下的吸附实验和理论难以满足勘探开发的需要.针对这一问题,对Uniform Langmuir模型进行了修正,发展了一个适用于中深层-深层页岩气的高压吸附模型,即修正的Uniform Langmuir（Unilan）模型.然后,利用文献发表的高压吸附实验数据对修正的Unilan模型进行了验证,并与其他高压吸附模型进行了对比,发现:相对于其他高压吸附模型,修正的Unilan模型具有拟合参数少和精度高的优点.最后,基于拟合得到的Unilan模型参数,结合页岩样品矿物组成,开展了模型参数分析,发现:有机质和黏土矿物对页岩气吸附均有贡献;吸附达到饱和时的吸附相体积大于微孔体积且小于总孔体积;吸附熵变主要与吸附态甲烷分子-页岩的相互作用强度有关. 相似文献
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中国南方古生界有利暗色页岩发育,但现页岩气勘探取得突破较少,主要原因是南方地质条件复杂,尤其是南方暗色页岩与碳酸盐岩间互发育,页岩气勘探开发面临复杂的碳酸盐岩地质问题。文章从国外勘探经验及近年来南方地区页岩气勘探实践中总结并详细分析了碳酸盐岩发育对页岩气成藏和开发控制的5大问题:（1）地表或近地表岩溶地质问题对开采的影响;（2）页岩目的层顶底板及其内部碳酸盐岩层对成藏和开采的影响;（3）页岩中碳酸盐类矿物含量对开采压裂的影响;（4）页岩层中天然裂缝被方解石充填对成藏的影响问题;（5）常规碳酸盐岩储层与非常规页岩共同成藏问题。建议在南方古生界开展页岩气勘探开发中,把碳酸盐岩本身储集成藏和碳酸盐岩对页岩气成藏、开采、钻井施工等的影响综合考虑,以总含油气系统的思路,综合选井,以促进南方古生界页岩气的勘探开发。 相似文献
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页岩气是化石能源中相对清洁高效的一种天然气.美国的页岩气革命可以算是本世纪最具影响力的能源革命,使其实现了梦寐以求的“能源独立”.从美国的经验来看,页岩气革命可以认为是开放市场和解放思想的成果,是完全竞争市场模式理论在页岩气资源开发中的成功实践.中国页岩气技术可采储量为世界第一,但由于中国页岩气管理体制等原因的制约,目前中国只在个别区块取得了勘探突破,离页岩气的大规模商业开采还有比较长的路.通过对页岩气资源管理体制深入分析,总结和讨论传统油气管理体制的不足以及美国页岩气开发给我国页岩气资源开发的启示,运用西方经济学经典的完全竞争市场模式理论对页岩气资源管理体制改革及相关政策提出适当建议. 相似文献
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页岩气及其勘探研究意义 总被引：40，自引：1，他引：39
与传统意义上的泥页岩裂缝气并不完全相同,现代概念的页岩气是主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力泥岩及页岩等地层中的天然气聚集,具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。美国的页岩气勘探取得巨大成功,是投入工业性勘探开发的三大非常规天然气类型之一,目前已形成了区域性页岩气勘探开发局面。中国的页岩气研究正在起步,许多盆地及研究区具有页岩气成藏的地质条件。与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比,中国南方具有有利的页岩气发育条件,开展页岩气研究具有重要意义。 相似文献
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页岩气储集层中往往发育异常高的地层压力,其压力的大小不仅直接影响了泥页岩中有机质的热演化生烃作用,而且还决定着页岩气的保存和富集程度。为了研究川西新场地区须五段泥页岩的异常高压成因及其对含气性的影响,选取该地区3口井的页岩岩心样品进行现场解吸、X衍射矿物分析和等温吸附等一系列分析测试来辅助说明超压产生的原因。然后结合前人研究成果和测试数据,对泥页岩的异常高压成因进行了定性分析,初步探讨了泥页岩异常高压发育与含气量之间的关系。分析表明：造成川西新场地区须五段泥页岩异常高压现象的原因主要有欠压实作用、生烃作用、粘土矿物脱水作用和构造挤压作用。页岩含气量与异常高压的发育程度呈正相关关系,页岩异常高压越发育,其含气量越大,产气量也越高。同时压力系数可以作为保存条件的综合判别指标,川西新场地区须五段泥页岩压力系数较高,保存条件较好。 相似文献
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柴达木盆地东部石炭系页岩是一套待开发的优质烃源岩,吸附是页岩气最主要的储集状态,但针对该区页岩吸附特征的研究较少。依据物质守恒与热力学平衡原理,运用自主设计的气固双相等温吸附实验仪,参考煤的高压等温吸附测定行业标准,对取自柴达木盆地东部石浅1井的页岩样品进行了不同温度(30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃)的甲烷等温吸附实验研究,并运用LangmuirFreundlich(L F)模型对吸附量实验值进行非线性回归分析;根据ClausiusClapeyron方程计算得到页岩对甲烷的等量吸附热方程。研究结果表明：压力一定时,页岩对甲烷的吸附量随着温度升高而降低;温度一定时,随压力升高,甲烷吸附量出现先增大后降低的现象,具有典型的超临界吸附特征;L F模型对等温吸附过程拟合效果良好,实验结果将模型中4个参数确定,且各参数物理意义明确;计算得到等量吸附热与吸附量之间的关系为：q=-3 679.7n+9 779.5,等量吸附热随吸附量增大而降低。等量吸附热结合L F模型可以预测任意温度、压力下页岩对甲烷的吸附量,且预测值与实验所得数据结果吻合较好,对页岩气储量评估与开发利用具有实际意义。 相似文献