[00319142]非常规油气储层物性、含气性精确测量设备及 CO2 增产技术

1 成果简介

初步预测我国页岩气可采资源量全球第一，页岩油可采资源量全球前五，加快页岩油气资源的勘探与开发已成为页岩油气资源大国的共同目标。目前钻井现场缺乏页岩储层物性及含气性的精确测量设备，实验室岩石物性分析测试效率较低，CO2 驱开采致密油藏效果有限，致密油藏采收率较低。为响应国家关于推动“能源技术革命”的号召，进一步实现页岩油气勘探开发科技攻关的发展目标，加快非常规油气储层物性、含气性精确测量设备的研发及 CO2驱提高采收率开发技术的优化升级刻不容缓。本团队多年来主要围绕非常规能源资源（页岩油气、煤层气、超稠油、地热）开采技术和 CO2地质封存与利用技术（CO2 强化页岩油气开采、CO2 增强型地热系统、CO2 超稠油热采）所涉及到的热物理现象及相关的基础理论开展科学研究。在国家自然科学基金优秀青年基金项目、国家自然科学基金面上项目、国家高技术研究发展计划（863 计划）、国家国际科技合作专项等项目资助下，从实验和理论计算两方面揭示了流体在页岩等复杂纳米孔隙结构中的流动和迁移规律，并创新性研发出具有自主知识产权的新型储层岩石渗透率测量仪、新型储层岩石孔隙度测量仪、新型页岩气解析仪、高温高压低场核磁共振在线测量系统以及 CO2驱提高采收率系统优化技术。填补了迅速测定非常规储层物性及含气性国产仪器的空白，该系列仪器可以在钻井现场实现页岩、煤等致密岩石的孔隙度、渗透率及含气量的快速测量，亦可作为测量车和实验室的专用仪器，较国外同类产品在稳定性和测量精度上都有较大提高。多年实践经验总结的 CO2 驱提高采收率系统优化技术，可针对不同地质背景的致密油藏制定地质适配性的 CO2 驱增产措施，形成 CO2 捕集、输送、驱油与埋存全流程的系统优化调整方案，实现低渗储层效益增产。具体特点如下：

 新型超低渗储层岩石渗透率测量仪：基于具有自主知识产权的颗粒样压力衰减原理，可在压力高至 10 MPa、温度高至 70℃的储层条件下，精确测量渗透率。恒温控制温度波动范围±0.05 K，恒压控制压力泄露<0.025 kPa/min，测样时间约 30min，最低可检测低 至 0.01nD 量级。

 新型超低渗储层岩石孔隙度测量仪：基于具有自主知识产权的精密恒温活塞系统，温控精度 0.01ºC，氦气泄漏率低至 10-9m3Pa/s，可检测孔隙度低于1% 的样品，小于10nm的孔径。

 新型页岩气解析仪：搭载了基于具有自主知识产权的页岩损失气估算分段模型和配套的数据处理方法，可在准确检测页岩解析气的基础上对页岩取芯过程中损失气进行估算，从而获得页岩样品的含气量。储层模拟系统控温范围：常温～200℃，精度：±1℃，甲烷流量监测范围：0-50sccm，精度：±0.35%F.S.（<35%F.S.)；±1%S.P.（≥35%F.S.）。

 高温高压低场核磁共振在线测量系统：可定量分析多孔介质体系中不同含氢流体分子状态与孔隙特征（可检测到低至 1nm 的孔径），构建的高温高压模块可探究接近实际埋藏条件下非常规储层中甲烷/油/水等流体的赋存与迁移规律。

 CO2 驱提高采收率系统优化技术：紧扣油气藏“致密+裂缝”的特征，以“优化规模扩大波及体积、提高洗油效率”为目标，采用物理模拟、理论分析和数值模拟相结合的技术手段，评价不同吞吐方式的油藏适应性，形成 CO2 捕集、输送、驱油与埋存全流程的系统优化调整方案，实现 CO2 吞吐增产技术系列化。

2 应用说明

2017 年 6 月新型储层岩石渗透率测量仪交付中国石油勘探开发研究院廊坊分院使用，氦气泄露率低至 10-10m3Pa/s，最低可检渗透率低至 nD 量级，测试时间较传统脉冲渗透率测量缩短了一个数量级，可替代国外进口仪器如 CoreLab SMP 200。

3 效益分析

由于目前国内尚无面向井场使用的页岩储层物性及含气性精确测量系列设备，而勘探钻井过程中，对钻遇目标储层物性、含气性及时准确的测量和评价将有助于指导下一步的钻探方案调整和压裂改造设计，因此本系列仪器具有较大的推广空间。相关仪器运行稳定、灵敏，维护成本低，具有明显的经济和技术优势。新型超低渗储层岩石渗透率测量仪 50 万/台，新型页岩气解析仪 100 万/台，新型超低渗储层岩石孔隙度测量仪 200 万/台，高温高压低场核磁共振在线测量系统（面议），CO2 驱提高采收率系统优化技术（面议）。

4 合作方式

转让或联合推广