中国石油勘：赵文智院士-陆相中高成熟页岩油“组分流动”条件及其在提高页岩油产量中的作用

地球资源与地质活动 · 公众号 · 科研 · 2024-10-10 00:03

主要观点总结

本文基于中国陆相页岩油区试采井的相关资料，开展了页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验及分子动力学数值模拟。提出了页岩油‘组分流动’概念，并探讨了其形成机理与条件。研究指出，多组分烃的混相、高含量气态烃和轻烃、合理的组分配比、较高的地层温度和能量场等因素对组分流动的形成有重要影响。良好的保存条件和稳定的生产制度有助于保持组分流动的稳定性，从而提高页岩油产量和单井累计采出量。

关键观点总结

关键观点1: 页岩油“组分流动”概念的提出

基于中国陆相页岩油区试采井的资料，开展页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验及分子动力学数值模拟，提出页岩油“组分流动”概念。

关键观点2: 页岩油“组分流动”的形成机理与条件

轻烃、中质烃和重烃按相似相溶原理发生混相，小分子芳烃是组分流动发生的载体，高含量气态烃和轻烃、合理的组分配比、较高的地层温度和能量场等因素对组分流动的形成有重要影响。

关键观点3: 保存条件和生产制度对页岩油“组分流动”的影响

良好的保存条件和稳定的生产制度有助于保持地层中存在更多轻烃，控制轻、中质烃流出速度，保持组分流动的稳定性，从而提高页岩油产量和单井累计采出量。

正文

基于中国陆相页岩油区重点试采井的生产曲线、生产制度、烃产物数量和产出烃构成随时间的变化等资料，开展页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验以及分子动力学数值模拟，提出页岩油“组分流动”概念，并对组分流动的形成机理与条件进行探讨。

研究表明：①在地下页岩微纳米孔隙中，轻烃、中质烃和重烃会按相似相溶原理发生混相，使重烃等难流动组分以分子聚集体方式“悬浮”在轻烃和中质烃溶剂中，从而显著降低其黏度并增加流动性和流动量；②小分子芳烃是组分流动发生的载体，气态烃和轻烃含量越高，越利于抑制胶质和沥青等重组分形成尺寸更大的聚集体，并增加其塑性变形能力，组分流动效果越好；③较高的地层温度可降低蜡质等重烃组分黏度，提高其流动性；④保存条件、地层能量和生产制度对控制轻烃组分含量、流出速度和形成稳定的“组分流动”都有重要作用，是页岩油多组分烃形成最优配伍和最大流动量的重要影响因素。

地下页岩油“组分流动”概念的提出对于提高页岩油单井产量和累计采出量具有重要意义。

结论与展望

页岩油组分构成与滞留环境的特殊性决定了页岩油不可能完全流出地层。页岩油组分流动是一个尚未被充分认识和关注、然而对实现页岩油最大采出量至关重要的问题，如能及早破译，将对实现陆相页岩油大规模经济开发产生重大推动作用。页岩油“组分流动”是指地下多组分烃按相似相溶原理发生混相而产生的流动，其中重烃组分会因溶于轻、中质烃构成的溶剂中而改变自身的物理性质并提高流动性，可有效提高页岩油产量和单井累计采出量；组分流动的形成条件包括高含量气态烃和轻烃（包括小分子芳烃）、多组分烃之间合理的配比、较高的地层温度和能量场等，良好的保存条件和稳定的生产制度可以保持地层中存在更多轻烃，控制轻、中质烃流出速度，并保持组分流动的稳定性，从而形成页岩油的最佳流动和最大流出量。尽早认识页岩油的“组分流动”特征，对实现页岩油经济开发和资源更大规模动用具有重要意义。

引用本文