近臨界水在油頁岩層的滲流行為研究

《近臨界水在油頁岩層的滲流行為研究》是依託吉林大學，由鄧孫華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：近臨界水在油頁岩層的滲流行為研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄧孫華
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

油頁岩的原位開採技術是油頁岩資源開發的熱點，近臨界水作為一種新興的綠色溶劑可以在較低溫度下（350℃）裂解與提取油頁岩內部的乾酪根有機質。近臨界水在油頁岩中的滲流效果很大程度的影響了其對油頁岩內部有機質的提取速率。為研究油頁岩在高溫高壓近臨界水環境下滲透率的變化情況，本項目通過對滲透儀進行改造設計，與油頁岩浸提模擬裝置相結合，裝配以近臨界水為流動介質的油頁岩高溫滲透流動裝置。利用該裝置模擬近臨界水在地下油頁岩層進行滲透提取時的滲流狀態，考察原岩應力、近臨界水的溫度與壓強等參數對油頁岩滲透率的影響，建立數學模型。研究近臨界水在油頁岩層中滲流提取的一般規律，通過有限元分析軟體，建立油頁岩的近臨界水法原位提取實驗滲透模型。為實施近臨界水法油頁岩原位開採技術提供一定的理論與實驗的支撐。

結題摘要

為考察近臨界水在油頁岩原位滲流提取效果，本項目研製裝配了一套油頁岩高溫高壓三軸滲透率測量系統，其岩心夾持器部件使用特製的薄銅箔和石墨墊作為密封套件，使該設備能夠對岩心樣品開展最高350℃、50MPa條件下的近臨界水滲透提取試驗。但項目研究發現，由於油頁岩的緻密性和較高的粘土礦物含量，在模擬地層壓力條件下，改溫度壓力條件下的近臨界水在油頁岩中仍無法滲透。 結合近臨界水法油頁岩原位開採技術中的壓裂工藝，將項目方案修正為研究近臨界水在油頁岩層裂隙中滲流並對油頁岩層內乾酪根有機質進行逐漸滲流提取的過程。 項目採用對油頁岩岩心樣品進行人工造縫後在滲透率測試裝置中開展近臨界水在油頁岩層的滲流模擬實驗。實驗結果表明，水能夠很好的在裂隙內滲流，且滲透性不受地層壓力的大小影響。油頁岩岩心的束縛提取實驗表明，近臨界水溫度越高提取速率越快，油頁岩內部孔隙增大也越明顯。油頁岩在310℃的近臨界水中內部乾酪根有機質開始有效地分解與釋放，在350℃近臨界水中提取150h可獲得最大提取率，油頁岩孔隙度也從8.2%增大到66.0%。 最後項目以課題組在吉林省農安建設的油頁岩原位開採先導試驗工程為參考開展了近臨界水法油頁岩原位開採數值模擬，綜合模型在溫度場和滲透率場的模擬結果可以看出，通過工作井與生產井的間歇式交換，油頁岩層能夠更快的加熱到理想溫度，滲透率同時也得到提高。當注水時間達到80天，油頁岩層內的乾酪根有機質可以基本完全分解，但由於滲透率改善效果較溫度變化小，需要將中間部位的有機質也都提取出來則需要在適當的延長滲流提取時間。