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石油地质-是排烃还是漏烃?

已有 1066 次阅读 2021-12-29 07:37 |系统分类:科研笔记

        摘要:压实排烃过程、生烃增压需要重新评估,排烃过程可能玄,而是“漏烃”。

        石油生成理论常说,干酪根随着盆地发育演化。上覆地层的沉积,盆地沉降,深度、温度及压力增加,在一定温、压条件下,干酪根会由固体分解为石油和天然气,且体积、压力大增,即所谓的生烃增压,烃源层产生微破裂,大量油、气从烃源层排出,并通过输导层运移到圈闭中,只留下少量的油、气,形成目前所谓的页岩油、页岩气,溜掉的油气是残留在烃源层的油气的几倍至几百倍。这个剧本流传至今,也印在我脑海中,多年挥之不去。虽然总觉得生烃增压不会太强烈,只是一个概念性的,但又提不出很好的理由。于是借本次资源评价项目研究了一下生气量和烃源层内可容最大气量的关系。

       这里引用了廖东良(2019)的有机碳含量TOC及孔隙度φ等数据,并据此计算了生气量。其中有机碳恢复系数根据其类型I型和成熟度较高,采用1.4、产气率为400m3/T。因页岩气储集层深度相差不大,故取温度100℃,30MPa、吸附气量在一定深度后基本稳定,取1.7m3/T(杨文新,2017)。计算结果如下表所示。其中可容气量为按目前的总孔隙度、温度和压力所能容纳的最大气量,倒数第二列为生气量/可容气量之比,可以看出,这个比例基本上为100%左右,即有机碳含量从0.5%至4%,所转换的天然气,也基本上能在孔隙中留存下来。这和我们平常所想象的不一样啊?这个比例和下表最后一列实际含气饱和度比较,实际含气饱和度一般达不到100%,多数分布于40%-60%。

表1 焦石坝地区某页岩气参数及含气量表

图片.png

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图2 游离气、吸附气与压力关系曲线(杨文新,2017)

      由此得出,生气量与理论含气量的关系。结论是:
     1)页岩层内孔隙最大能装载的理论含气量(含吸附气),和生烃量相当。生烃增压是否存在需要进一步研究;排烃过程不一定是压实作用“挤”出去的。

     2)实际含气饱和度要显著低于理论含气饱和度,这会提出另一个问题,油气既然不是“挤”出去的,那它们到底是怎么出去的。是扩散出去、通过裂缝、断层排出?

     3)页岩层含气量的研究更应注重含气饱和度的控制因素。

     上面的计算和结论有问题吗?

     既然生烃所获得的产气量,在正常压力下,基本能充满当前的孔隙,且没太多富余,那实测的含气饱和度为何不能到100%? 即按目前的排烃模型:压实排烃、渗流力学排烃、幕式排烃等,均算不出"大量的排烃量",在页岩孔隙刚好盛放了所产天然气,用现有排烃模型的计算是得不到实测饱和度为40-70%的数值的。于是,就漏掉的部分,可能是浮力、分子扩散、裂隙、断裂的渗流?即漏掉了。

    由此,总而言之,统而言之,好象没有“排烃”,只有漏烃。

    计算数据表如下,有兴趣的专家可下载检查是否正确:

     产气量与参数的关系.xls



主要参考文献

[1]廖东良, 路保平, 陈延军. 页岩气地质甜点评价方法——以四川盆地焦石坝页岩气田为例[J]. 石油学报, 2019, 40(2):8.

[2]杨文新, 李继庆, 苟群芳. 四川盆地焦石坝地区页岩吸附特征室内实验[J]. 天然气地球科学, 2017, 28(9):6.


毛小平

中国地质大学(北京)能源学院

手机(微信号):13911360200



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