超临界CO2开发非常规油气藏可行性研究.ppt

非常规油气藏开发技术交流会 超临界CO2开发非常规油气藏可行性研究 沈忠厚 中国石油大学 2010.08 China University of Petroleum 博士学位研究生开题报告 一、前言 二、超临界CO2流体的物理特性 三、页岩气、储层及开发特性 四、超临界CO2开发页岩气优势 五、结论与建议 汇报提纲 China University of Petroleum 博士学位研究生开题报告 汇报提纲 China University of Petroleum 一、前言 二、超临界CO2流体的物理特性 三、页岩气、储层及开发特性 四、超临界CO2开发页岩气优势 五、结论与建议 一、前言 1、我国油气勘探开发趋势 天然气作为一种清洁、优质、高效、低成本和污染少的理想生态能源，已被国际社会广泛认同，预计将在2030年替代煤和石油成为世界主要能源。 近十年新增探明储量中70~80%为低渗特低渗油气藏，同时我国页岩气、煤层气、致密砂岩气等非常规油气资源非常丰富。目前我国常规油气资源探明程度相当高，储量增长“入不敷出”稳产难度越来越大。非常规油气资源将成为我国 新的油气增长点。 我国已经从21世纪初开始逐步加大非常规油气藏开发力度，使之成为常规油气的有力补充！ 一、前言 2、非常规油气藏及开发特点 非常规油气藏界定 致密砂岩气藏 低渗特低渗油气藏 页岩气藏 煤层气藏 非常规油气藏开发特点 （以页岩气为例） 钻井速度极慢，建井周期长，成本高； 孔隙度和渗透率极低，储层极易受污染； 成藏机理复杂，需根据成藏方式确定开发方法； 均须经过压裂才能投产，增加了成本； 单井产量和采收率均较低； 开采周期长（有的高达30年）； 博士学位研究生开题报告 一、前言 二、超临界CO2流体的物理特性 三、页岩气、储层及开发特性 四、超临界CO2开发页岩气优势 五、结论与建议 汇报提纲 China University of Petroleum 二、超临界CO2流体的物理特性 CO2广泛存在于自然界中，俗称碳酸气，又名碳酸酐。空气中含量为0.03%~0.04%，但随工业化发展其含量不断增高 。 1、CO2相态图 无色无臭 水溶液呈酸性 不能燃烧 易被液化 10-5 10-4 10-1 （3）扩散系数（cm2/s） 0.2~3.0 0.03~0.1 10-2 （2）黏度mPa.s 0.6~1.6 0.2~0.9 0.0006~0.002 （1）密度（g/cm3） 液体（常温常压） 超临界流体 气体（常温常压） 物理特性 超临界流体既不同于气体也不同于液体，具有许多独特物理化学性质 2、超临界CO2流体特性 二、超临界CO2流体的物理特性 密度接近于液体 能够为井下马达提供足够扭矩、溶剂化能力强 黏度接近于气体 扩散系数大于液体 传热、传质性能良好 表面张力接近于零 可进入到任何大于超临界流体分子的空间 易流动、摩阻系数低 博士学位研究生开题报告 一、前言 二、超临界CO2流体的物理特性 三、页岩气、储层及开发特性 四、超临界CO2开发页岩气优势 五、结论与建议 汇报提纲 China University of Petroleum 三、页岩气、储层及开发特性 页岩气生气机理 1、页岩气特性 生物化学 生气阶段 热裂解 生气阶段 天然气首先吸附在有机质和粘土颗粒表面 饱和后富余天然气以游离相和溶解相存在 生烃伊始裂解生成的甲烷气充满岩石孔隙 孔隙压力不断升高产生裂缝以游离相存在 页岩气赋存状态 吸附状态（吸附于岩石颗粒和有机质表面，含量约20%~85% ） 游离状态（贮存于孔隙裂缝中） 溶解状态（在石油伴生盆地中，溶解在地层水和液态烃中） 1、页岩气特性 页岩气吸附量影响因素 页岩气主要成分为甲烷（CH4），其含量在90%以上，除此之外还有少量的氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、重烃以及惰性气体。 甲烷的临界温度为196.6K，临界压力为4.54MPa，在1000~3000米的储层埋深条件下，甲烷以超临界态存在。 有机碳含量（TOC） 地层温度 地层压力 粘土矿物含量 产层性质 三、页岩气、储层及开发特性 1、页岩气特性 有机碳含量（TOC）与吸附气量关系 三、页岩气、储层及开发特性 1、页岩气特性 粘土矿物含量与吸附气量关系 三、页岩气、储层及开发特性 2、储层特性 页岩矿物成分 粘土矿物 碎屑及自生矿物 高岭石 蒙脱石等 伊利石 石英 长石 云母等 页岩中粘土矿物成分含量较高，被划为粘土岩的一种 石英物性较脆，容易被压碎或形成裂纹，因此石英含量相对较高的页岩，在生烃过程中，容易被孔隙中的高压