頁巖氣
關(guān)注創(chuàng)建者：茶茶 創(chuàng)建時(shí)間：2018-12-25
頁巖氣的視頻教程
COMSOL流動(dòng)與多物理場耦合系列視頻
同時(shí)講解致密油，煤層氣、瓦斯氣，頁巖氣等油氣滲流中常見的壓裂水平井問題，達(dá)西兩相流，達(dá)西與N-S耦合流動(dòng)，流固耦合，熱流固耦合，PDE等視頻，均在該視頻。講解過程中穿插不少COMSOL高階以及后處理技巧。凡是2020年1月8日以后購買的用戶，所有源文件均免費(fèi)提供。聯(lián)系QQ: 1524453680.
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COMSOL中實(shí)現(xiàn)煤層瓦斯運(yùn)移系列課程
第二塊為基于煤層中煤與瓦斯流固耦合模型，講解煤層瓦斯抽采過程中煤巖體的滲透率的演化，此模型也適應(yīng)煤層氣、頁巖氣開采。本文改進(jìn)已有的單孔介質(zhì)模型的滲透率，適應(yīng)于煤體雙重孔隙-裂隙介質(zhì)模型。采用PDE模塊對(duì)煤基質(zhì)中瓦斯擴(kuò)散、煤體變形控制進(jìn)行處理，采用達(dá)西接口處理裂隙滲流方程。
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流體力學(xué)遇見深度學(xué)習(xí)：揭示微觀流動(dòng)背后的智能力量
物理引導(dǎo)建模 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）在滲流模擬中的案例介紹 Physics-Informed Neural Networks (PINNs) 基本原理與結(jié)構(gòu)解析 在多孔介質(zhì)滲流與裂縫流動(dòng)中的應(yīng)用舉例 微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)建與圖像處理方法 從CT圖像/圖像生成重建孔隙結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)集構(gòu)建與預(yù)處理方法 案例分析與實(shí)操分享 AI輔助頁巖氣孔隙流模擬 智能建模在碳封存與地?zé)嶂械膽?yīng)用前景
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頁巖氣的實(shí)例教程
一位業(yè)內(nèi)權(quán)威人士透露，中石油原計(jì)劃2030年頁巖氣產(chǎn)量目標(biāo)設(shè)定為420億立方米，近期這一目標(biāo)進(jìn)一步提高，有可能達(dá)到650億立方米。
近日“ECF國際頁巖氣論壇2018第八屆亞太頁巖氣峰會(huì)”在上海召開，ECF國際頁巖氣論壇總裁、上海聯(lián)合非常規(guī)能源研究中心理事長周曉萊在會(huì)上表示，降本增效是頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律，但是社會(huì)參與度不足和經(jīng)濟(jì)效益問題制約了中國頁巖氣更快速的發(fā)展。
周曉萊認(rèn)為，多年來我國已經(jīng)形成了以三大石油公司為主的油氣上中下游市場的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。建立由三大石油公司、更多民營企業(yè)、創(chuàng)新性中小企業(yè)和新興企業(yè)共同參與的頁巖氣產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，是頁巖氣向經(jīng)濟(jì)可開采突破的關(guān)鍵，也是頁巖氣進(jìn)一步大力發(fā)展的關(guān)鍵。
展開 彭剛 攝
四川在線消息(記者 李欣憶)12月24日，中國石油川南頁巖氣日產(chǎn)量達(dá)到2011萬立方米，突破2000萬立方米，同比增加119.3%，再創(chuàng)歷史新高。目前，川南已成為我國最大的頁巖氣生產(chǎn)基地，約占全國天然氣日產(chǎn)量的4.2%。
川南是中國石油頁巖氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場。2018年，中國石油頁巖氣勘探開發(fā)再次提速，鉆機(jī)、隊(duì)伍、工作量呈幾何式增長。中國石油在全國范圍內(nèi)調(diào)動(dòng)資源，從新疆、東北、甚至國外將鉆機(jī)調(diào)往川南，截至目前，共在川南地區(qū)動(dòng)用142臺(tái)鉆機(jī)，較2017年的38臺(tái)增長3倍。
彭剛 攝
2010年，中國石油成為中國第一家生產(chǎn)頁巖氣的企業(yè)，之后中國石油在川南迅速形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)，建成長寧、威遠(yuǎn)、昭通等國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)。中國石油在川南頁巖氣勘探開發(fā)過程中，把提高單井產(chǎn)量作為首要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)3500米以淺資源的規(guī)模有效開發(fā)，開創(chuàng)了國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)多項(xiàng)先河。
隨著頁巖氣開采成本的逐步降低，產(chǎn)能的快速釋放，我國頁巖氣開發(fā)進(jìn)入急劇增長期。2017年川南頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到30億立方米，預(yù)計(jì)2018年川南頁巖氣產(chǎn)量將超過41億立方米。
展開 頁巖氣，非常規(guī)天然氣的一種。由于頁巖滲透率極低，需要通過壓裂形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)，再將氣采出，而顯得“非同常規(guī)”。壓裂工藝的發(fā)展水平直接影響著頁巖氣的效益開采。
我國天然氣資源豐富，其中頁巖氣可采資源量達(dá)31.6萬億立方米，主要集中在川南地區(qū)，是天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。
為將資源變成產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)“能源的飯碗必須端在自己手里”，2016年年底，集團(tuán)公司頁巖氣業(yè)務(wù)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組加快推進(jìn)川南頁巖氣規(guī)模效益建產(chǎn)，2017年8月，集團(tuán)公司又設(shè)立川渝頁巖氣前線指揮部，通過資源共享、技術(shù)共享、信息共享，實(shí)現(xiàn)一體化組織、一體化實(shí)施、一體化研發(fā)、一體化保障、一體化協(xié)調(diào)，形成集團(tuán)公司頁巖氣業(yè)務(wù)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組決策部署、川渝頁巖氣前線指揮部統(tǒng)籌推動(dòng)、油公司與工程服務(wù)公司聯(lián)動(dòng)的開發(fā)模式。
針對(duì)頁巖氣壓裂存在的問題與挑戰(zhàn)，在川渝頁巖氣前線指揮部統(tǒng)一組織下，西南油氣田公司、浙江油田公司、川慶鉆探公司、中油測井公司和勘探開發(fā)研究院組成項(xiàng)目組，2018年至2019年，在昭通YS112H4、H5平臺(tái)、長寧H26-3井等開展了多簇射孔縮小簇間距、高強(qiáng)度加砂、暫堵轉(zhuǎn)向、石英砂替代陶粒壓裂工藝組合等一系列現(xiàn)場試驗(yàn)和針對(duì)性理論研究，逐步形成頁巖氣壓裂基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和工藝體系。2019年，川渝頁巖氣前線指揮部在經(jīng)過兩年多現(xiàn)場試驗(yàn)的研究基礎(chǔ)上，總結(jié)提出“多簇射孔縮小簇間距+高強(qiáng)度加砂+暫堵轉(zhuǎn)向+石英砂替代陶粒”新一代壓裂工藝，簡稱壓裂工藝2.0。
“這是頁巖氣壓裂工藝的跨越式發(fā)展，有效推動(dòng)了川南頁巖氣的效益開發(fā)。目前壓裂工藝2.0已推廣到頁巖油、致密氣領(lǐng)域，有力地推進(jìn)了中國石油非常規(guī)資源的開發(fā)。”中國石油勘探與生產(chǎn)分公司副總經(jīng)理鄭新權(quán)點(diǎn)贊壓裂工藝2.0。
展開 據(jù)人民日報(bào)海外版3月7日報(bào)道，6日，中國石油西南油氣田川南深層頁巖氣攻關(guān)傳來捷報(bào)，部署在四川省瀘縣雷達(dá)村的瀘203井完成放噴測試，關(guān)井最高井口壓力57.1兆帕，測試日產(chǎn)量137.9萬立方米，成為國內(nèi)首口單井測試日產(chǎn)量超百萬立方米的頁巖氣井。
瀘203井是一口深層頁巖氣評(píng)價(jià)井，目的是評(píng)價(jià)瀘州區(qū)塊埋深4000米左右龍馬溪組頁巖氣資源的開發(fā)潛力，試驗(yàn)深層頁巖氣水平井優(yōu)快鉆井技術(shù)、體積壓裂工藝。通過精心組織，在地層溫度大于140℃的頁巖地層中，成功鉆成水平段1500米，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層鉆遇率100%，井身質(zhì)量合格率100%。借鑒北美新一代壓力工藝技術(shù)，結(jié)合川南地區(qū)深層頁巖地質(zhì)工程特征，采用“密切割+高強(qiáng)度加砂+暫堵轉(zhuǎn)向”壓裂工藝，成功實(shí)現(xiàn)了埋深近4000米、破裂壓力大于110兆帕、水平應(yīng)力差大于20兆帕、微裂縫較發(fā)育的頁巖儲(chǔ)層的體積改造。
中國石油西南油氣田 圖片來自四川在線
近期，中國石油足202H1、黃202、瀘203等井相繼獲得高產(chǎn)氣流，標(biāo)志著川南深層頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)逐步走向成熟，為這一地區(qū)86%以上深層頁巖氣資源的有效動(dòng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)一步堅(jiān)定了實(shí)現(xiàn)川南頁巖氣中長期發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)的信心。
據(jù)四川在線2018年12月24日報(bào)道，中國石油川南頁巖氣日產(chǎn)量達(dá)到2011萬立方米，突破2000萬立方米，同比增加119.3%，再創(chuàng)歷史新高。目前，川南已成為我國最大的頁巖氣生產(chǎn)基地，約占全國天然氣日產(chǎn)量的4.2%。
據(jù)新華社2018年7月10日報(bào)道，全國礦產(chǎn)資源新增儲(chǔ)量數(shù)據(jù)顯示，我國石油和天然氣增長放緩，煤層氣下降，增幅較大的頁巖氣探明儲(chǔ)量突破萬億立方米大關(guān)。
自然資源部10日發(fā)布2017年全國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量情況顯示，我國石油、天然氣和煤層氣勘查新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量呈現(xiàn)下降趨勢。
展開 眾所周知，頁巖中存在豐富的納米孔隙，并且具有低孔、低滲的特點(diǎn)，頁巖氣開采時(shí)必須采用水力壓裂等手段在儲(chǔ)層中形成密集有效的裂縫網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采。那么，頁巖氣的產(chǎn)量與有機(jī)質(zhì)內(nèi)的納米孔隙的關(guān)聯(lián)度如何？怎樣建立微觀與宏觀的聯(lián)系？是當(dāng)前頁巖氣開發(fā)中急需解決的科學(xué)問題。
近期，中科院力學(xué)所流固耦合實(shí)驗(yàn)室林緬研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問題取得重要進(jìn)展。研究人員從認(rèn)識(shí)頁巖中至關(guān)重要的有機(jī)質(zhì)塊和有機(jī)質(zhì)孔出發(fā)，提出了有機(jī)質(zhì)表征單元體（oREV）的概念，通過多尺度掃描圖像，結(jié)合統(tǒng)計(jì)方法，建立了具有oREV尺度的統(tǒng)計(jì)耦合模型。該模型充分考慮了有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)的耦合。通過融合課題組前期工作，將納米喉道內(nèi)的甲烷吸附、有機(jī)質(zhì)內(nèi)甲烷的運(yùn)移擴(kuò)散，及無機(jī)質(zhì)內(nèi)裂縫網(wǎng)的達(dá)西流動(dòng)有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了一套快速高效預(yù)測頁巖氣產(chǎn)量的方法，真正實(shí)現(xiàn)了跨尺度的滲流模擬。通過計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)耦合模型所預(yù)測的產(chǎn)量曲線比其他模型的結(jié)果更合理，能夠部分回答當(dāng)前關(guān)于理論預(yù)測產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量脫鉤的問題。
該研究成果已發(fā)表在石油工程學(xué)科頂級(jí)國際期刊Journal of Petroleum Science and Engineering（Cao G, Lin M, Jiang W, Zhao W, Ji L, Li C, et al. Astatistical-coupled model for organic-rich shale gas transport. Journal ofPetroleum Science and Engineering 2018; 169: 167-183.）上。研究工作得到了中科院先導(dǎo)B頁巖氣專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）等項(xiàng)目的支持。
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</p><p>頁巖氣儲(chǔ)層的孔隙度、孔徑、滲透率都非常低，在這種環(huán)境下基質(zhì)和裂縫中的流動(dòng)狀態(tài)會(huì)有很大差異，同時(shí)頁巖氣開采導(dǎo)致孔隙壓力降低，頁巖骨架承受的有效應(yīng)力提高造成孔隙度、滲透率的降低，最終在宏觀上呈現(xiàn)出頁巖氣產(chǎn)量下降。
其中，煤層氣產(chǎn)量67億立方米，增長13.5%；頁巖氣產(chǎn)量超200億立方米，增長32.6%；煤制天然氣產(chǎn)量47億立方米，增長8.8%。天然氣產(chǎn)量增速連續(xù)兩年高于消費(fèi)增速。
也就是說：
中國產(chǎn)量 - 1925，
其中 煤層氣 - 67
其中 頁巖氣 - 200
其中 煤制天然氣 - 47
消費(fèi)量
新冠疫情嚴(yán)重影響全球生產(chǎn)與貿(mào)易，世界一次能源消費(fèi)總量下降4.5%。
針對(duì)頁巖氣流動(dòng)過程中骨架變形對(duì)氣井產(chǎn)能產(chǎn)生的影響，采用Comsol建立了頁巖氣流固耦合數(shù)值模擬案例，該模型考慮了頁巖氣黏性流、 Knudsen 擴(kuò)散、表面擴(kuò)散和吸附解吸等多重流動(dòng)機(jī)制，采用離散裂縫模型對(duì)水力裂縫進(jìn)行求解，模型可用于分析流固耦合效應(yīng)對(duì)氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律，以及其他儲(chǔ)層參數(shù)和裂縫參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響。
我國以產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式在延安國家級(jí)陸相頁巖氣示范區(qū)進(jìn)行了超臨界二氧化碳強(qiáng)化頁巖氣開采及地質(zhì)封存一體化（CO2－ESGR）研究的試驗(yàn)，取得了增產(chǎn)幅度達(dá)50%以上的效果。特別是為超臨界二氧化碳的攜沙壓裂開辟了道路。該項(xiàng)研究可利用在其他非常規(guī)油氣乃至地?zé)岣蔁釒r開發(fā)上。四川盆地東南部已形成了CCUS開發(fā)大面積提高頁巖氣采收率的部署。上述研究甚至可實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)頁巖氣生產(chǎn)過程中的負(fù)碳排放。
鑒于油藏類型多、油層薄、非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)層規(guī)模小、埋深大等因素，中國企業(yè)面臨高效驅(qū)油、埋存與監(jiān)測等諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，導(dǎo)致?lián)Q油率低、采收率提高幅度低、封存率低，大規(guī)模用于煤層氣、頁巖氣開發(fā)面臨技術(shù)和成本挑戰(zhàn)。
其中，地質(zhì)利用技術(shù)包括二氧化碳強(qiáng)化石油開采技術(shù)、強(qiáng)化天然氣開采技術(shù)、增強(qiáng)頁巖氣開采技術(shù)等，其中強(qiáng)化石油開采技術(shù)已有幾十年的應(yīng)用歷史，為當(dāng)前唯一達(dá)到商業(yè)化利用水平的地質(zhì)封存利用技術(shù)，該技術(shù)可提高原油采收率 7%-15%，延長油井生產(chǎn)壽命 15-20 年，且泄漏的可能性很小。
ECF國際頁巖氣論壇：中國石油高度重視CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)二氧化碳提高原油采收率（CCUS-EOR）技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新形成了CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，二氧化碳注入埋存規(guī)模保持國內(nèi)領(lǐng)先水平
模擬研究結(jié)果表明，頁巖儲(chǔ)層中，注入CO2的30 %～55 %可作為吸附相被固定，同時(shí)頁巖氣采收率可增加 8 %～16 %，而枯竭頁巖氣儲(chǔ)層中每噸頁巖的CO2封存能力可達(dá)5～10 kg。CO2可注入性和封存容量決定了CCUS技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模與發(fā)展?jié)摿Γ?dāng)前只有大規(guī)模的地質(zhì)利用與地質(zhì)封存才有必要開展大規(guī)模的 CO2捕集，也會(huì)有大規(guī)模的CCUS工程和產(chǎn)業(yè)。
如水平井和壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得開采非常規(guī)儲(chǔ)層的技術(shù)門檻得到了降低，這些技術(shù)的出現(xiàn)使得頁巖氣等非傳統(tǒng)油氣的開采成為可能。環(huán)保技術(shù)的進(jìn)步。在非常規(guī)油氣開采中出現(xiàn)了大量新型環(huán)保技術(shù)，如地表泄漏控制技術(shù)、排放控制技術(shù)等，有效解決了非常規(guī)油氣開采對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。
國家能源集團(tuán)鄂爾多斯煤制油分公司10萬噸/年二氧化碳捕集和封存全流程示范項(xiàng)目
其他封存技術(shù)如CO?開發(fā)地?zé)帷O?強(qiáng)化開發(fā)煤層氣和頁巖氣、CO?玄武巖礦化封存、CO?水合物封存等，均處于研究階段。
