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天然气工业
四川石油管理局 中国石油西南油气田公司 中国石油川庆钻探工程公司
天然气工业

四川石油管理局 中国石油西南油气田公司 中国石油川庆钻探工程公司

冉隆辉

月刊

1000-0976

jwq@trqgy.cn

028-86011178 86012712 86012718

610051

成都市府青路一段3号

天然气工业/Journal Natural Gas IndustryCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊于1981年创刊，是中国惟一全面报道天然气工业的综合性科技期刊。伴随国家改革开放急促的脚步诞生。二十四年，一批批老编辑默默耕耘在天然气事业这片热土上,洒下了滴滴汗水，皓首回望，留下深深的眷恋和殷殷嘱托；如今，新一代编辑正焕发热情和活力，呵护着杂志的成长，他们与时俱进，跨步前行。与此同时，还有强大的后盾——编委会，源源不断地给予鞭策和激励着，一批院士、教授、专家为杂志的发展献计献策，作出了重要的贡献。《天然气工业》面向中国天然气生产和使用领域各研究、设计、生产、管理部门的高中级科研人员、工程技术人员和经营管理人员以及与天然气工业相关的产业界的科技、经营管理人员。重点反映天然气工业在勘探、开发、钻采、储运、处理加工方面的科学研究、工业生产和技术应用成果。
正式出版
收录年代

    CO2增强页岩气开采及地质埋存的三维数值模拟

    赵鹏朱海燕张丰收
    104-114页
    查看更多>>摘要：将CO2 注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO2 地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一.页岩储层非均质性强,将CO2 注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO2 增强CH4 开采效果的影响机理研究还存在不足.为此以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为对象,以考虑CO2 和CH4 竞争吸附的热—流—固多场耦合数值模拟方法为基础,建立了页岩非均质储层CO2 增强CH4 开采及地质埋存一体化三维数值模型,最后通过CO2 驱替CH4 室内实验结果验证该数值模拟方法的可靠性.研究结果表明:①当注入井所在层位保持不变时,随着开采井埋深增加,各小层内CH4 剩余量呈增加趋势,CO2 埋存量表现出逐渐减小的趋势;②当开采井所在层位保持不变时,各小层内CH4 的剩余量随注入井埋深的增加而减小,各小层内CO2 的埋存量随注采井纵向间距的增加而提高;③增加注采井纵向距离能够提高CH4 增产量和CO2 埋存量.结论认为,页岩对CO2 和CH4 有较强的竞争吸附特性,相关过程是一个复杂的热—流—固耦合过程,该基础理论模拟研究对注CO2 置换CH4 提高页岩气采收率并实现碳封存具有现实意义,且研究认识对今后相关技术的现场应用提供了理论支撑.

    CO2增强页岩气开采CO2地质埋存储层非均质性热—流—固多场耦合三维模型

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    超临界CO2作用下无烟煤结构响应特征及高压吸附机理

    王建美梁卫国牛栋陈跃都...
    115-125页
    查看更多>>摘要：中国深部煤层气资源丰富,将CO2 注入深部煤层,在提高煤层气采收率同时,还可实现CO2 地质封存(CO2-ECBM).通常,深部煤层CO2 处于超临界态并显著影响煤体吸附能力,但对于超临界 CO2 作用下煤体结构演化及吸附机理尚不清晰.为此,以山西晋城成庄矿二叠系山西组三号煤层为研究对象,开展了无烟煤对超临界CO2 的高压吸附实验,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射光电子能谱(XPS)测试及比表面积(BET)测试,分析了超临界CO2 高压吸附引起的无烟煤化学结构与孔隙结构响应特征,最后揭示了无烟煤对超临界CO2 的高压吸附特性及吸附机理.研究结果表明:①超临界CO2 高压吸附存在突变点,35℃时突变点位于临界压力(8 MPa)附近,在突变点处的吸附能力最小;②超临界CO2 可使芳香环枝接官能团、醚氧键、羟基氢键断裂,脂肪结构甲基脱落,可为CO2 提供更多的吸附位点,增强了无烟煤表面吸附能力;③超临界CO2 改变无烟煤介孔的孔隙结构特征和分形特征,吸附后平均孔径、孔体积、比表面积、分形维数呈增大趋势,孔隙粗糙度增大,对孔隙结构改造作用表现为"增孔、扩孔、粗糙化",可提供更多吸附空间,增强了无烟煤吸附能力;④在深部煤层中注入CO2,应优先选择高孔隙度、高渗透性储层,注入煤层环境应尽可能远离CO2 临界点区域,储层对CO2 才有最大吸附能力.结论认为,成果认识为深部煤层CO2 可注性及封存潜力评估提供了重要的理论依据,对煤层气高效开发具有重要现实意义.

    CO2-ECBM超临界CO2高压吸附特性化学结构孔隙结构无烟煤封存可注性

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    准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油藏注CO2吞吐提高采收率机理

    左名圣陈浩赵杰文刘希良...
    126-134页
    查看更多>>摘要：页岩油藏的成功开发在缓解我国能源紧缺的问题上发挥了重要作用,但衰竭式开发采收率较低,传统提高采收率的措施难以有效增产,因此明确页岩油藏注CO2 提高采收率的机理,对于探索页岩油的开发技术具有重要意义.为此,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油藏为例,开展了一系列注CO2 实验并结合流体注入能力和油气组分传质评价实验,揭示了注CO2 吞吐提高采收率的机理,并明确了注CO2 吞吐的埋存形式、埋存效率与其生产动态之间的耦合关系.研究结果表明:①CO2 的注入能力是水的 7.77 倍、N2的 1.18 倍;增加注入压力,促进CO2 与原油之间的相互作用,能有效提高CO2 的注入能力.②CO2 对原油物性的改善能力显著强于N2,在CO2—原油组分传质的协同作用下,注CO2 吞吐的采收率比N2 高 6.84%.③原油膨胀和黏度降低是注CO2 吞吐前期提高采收率的主要机制,而后期主要通过CO2 对原油轻质烃类组分置换、萃取进一步实现了采收率的提高,混相压力(MMP)是注CO2吞吐的阈值压力.④注CO2 吞吐过程中,埋存率从最初的 77.77%持续降低到 7.14%,不同形式CO2 的埋存比例具有动态变化的特征,但主要以游离态和溶解态埋存为主.结论认为,吉木萨尔凹陷页岩油藏注CO2 吞吐在提高采收率的同时实现了CO2 的埋存,实验结果为研究国内相似页岩油藏注CO2 吞吐提采—埋存效率提供理论支撑和经验借鉴.

    准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油提高采收率注CO2吞吐CO2埋存注入能力CCUS

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    致密砂岩气藏注CO2提高天然气采收率微观机理

    朱清源吴克柳张晟庭程诗颖...
    135-145页
    查看更多>>摘要：中国致密砂岩气藏资源储量丰富,复杂的气水渗流关系和气水同产特征制约了单井产能的发挥和天然气采收率提高,注CO2 是提高气藏采收率(EGR)和实现碳埋存的双赢途径.为明确致密砂岩气藏CO2 驱替微观渗流和提高天然气采收率机理,指导致密砂岩气藏CO2-EGR方案设计,基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了孔隙尺度多相多组分流动模型,揭示了致密砂岩气藏储层微观气水分布特征和CO2-EGR的微观渗流机理,并明确了CO2-EGR的主控因素.研究结果表明:① 驱动压差显著影响了致密砂岩气藏的气水微观分布和水锁程度,使得气水流动能力和气水相对渗透率特征不同;② CO2-EGR微观渗流过程包括气水两相的非混相驱替和CO2-CH4 的混相驱替,对应EGR机理为分别受生产压差和地层压力控制的黏性驱替和混相扩散;③ 注入的CO2 可有效缓解水锁现象和贾敏效应,与CH4 良好的混相能力能促进沟通分散气泡,微观驱气效率可达 42%～94%;④ 含水饱和度、孔隙结构和驱动压差显著影响微观驱气的作用机制和驱气效率的改善幅度.结论认为,在进行致密砂岩气CO2-EGR的方案设计时,可优先考虑中—低含水饱和度的区块作为试验靶区,并根据靶区储层孔隙结构特征,优化不同注气阶段的注采参数,可充分发挥CO2 对CH4 的黏性驱替和混相扩散作用.

    致密砂岩气藏注CO2提高气藏采收率格子玻尔兹曼微观驱气效率孔隙尺度多相多组分

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    基于分子动力学方法的致密砂岩储层CO2驱油研究进展

    余涛李琦谭永胜陈博文...
    146-159页
    查看更多>>摘要：随着致密砂岩储层CO2-EOR项目的不断增加,亟需对CO2 与致密砂岩储层流体在孔隙介质中的相互作用机理进行研究,但室内实验难以观察到CO2 与流体在孔隙通道中的动态过程,而分子动力学模拟则可以弥补传统实验和数值方法的不足.为此,围绕该方法在CO2-EOR研究中的 2 大重点——界面行为与受限空间运移行为,对包括萃取、溶胀、降黏、降低界面张力、最小混相压力、润湿性等 6 个方面界面行为的相关研究成果进行了系统梳理,结合前人对CO2 与致密砂岩储层流体在受限空间中运移行为的研究成果,提出了分子动力学在致密砂岩储层CO2-EOR研究中的关键科学问题.研究结果表明:①分子动力学能够很好地将CO2 萃取原油中—轻烃组分的过程进行可视化,建议根据原油实际组分构成分析CO2 的萃取能力,从而弄清CO2 萃取原油中各组分的优先顺序及效率;②有关CO2 分子对原油溶胀降黏作用的研究,大多数成果中的原油组分体系较为单一,建议根据实际储层的原油组分,系统探讨高温高压条件下CO2 的溶胀降黏作用;③对于CO2 与油水两相之间界面张力的研究更多是在体相中进行展开,而在纳米受限空间界面行为的研究还有待完善;④有关地层水在孔隙壁面的润湿性研究,对不同因素之间的协同效应影响润湿性的机理尚不明确.结论认为,随着量子力学研究的不断深入以及计算性能的日益强大,该方法可以在更大尺度上进行复杂体系的计算,以其为基础的油藏、页岩油气藏CO2-EOR机理等研究将会取得较大的突破.

    分子动力学CO2驱油致密砂岩储层溶胀降黏界面张力最小混相压力界面行为受限空间流动

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    中国油气行业甲烷排放估算与减排分析

    李兴春程鑫薛明王玉希...
    160-170页
    查看更多>>摘要：甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,据统计全球甲烷排放中石油天然气行业排放占比高达三分之一,加强甲烷排放管控对推动"双碳"目标的实现具有重要的意义.为此,结合油气消费量预期、行业控排预期等,估算了 2021-2060 年中国油气行业甲烷排放量;并进一步分析了减排目标下技术减排潜力和减排成本,最后结合各类排放源占比及现有减排技术的成本效益,测算了 2030 年与 2060 年 2 个时间节点油气行业甲烷减排的边际成本.研究结果表明:①2021-2060 年期间,油气行业甲烷排放量略有下降,天然气系统甲烷排放量增速变缓,其中运输和输配环节有较大减排潜力;②油气行业 90%的甲烷排放量集中在 30%的排放源中,有 10%～20%的甲烷无法彻底通过技术减排;③在 2030 年、2060 年实施的减排技术中,具有收益的技术比例分别达 22.0%和 44.4%;④2030、2060 年的甲烷平均单位减排成本分别为 22.33 元/m3 和 14.57 元/m3.结论认为,中国油气行业在中长期需要加快推进甲烷排放检测、报告、核查体系的建设,推动排放数据的精细化,并通过绿色金融、中国碳减排核证方法学开发等多种方式,持续提升行业甲烷减排积极性.

    油气系统甲烷排放核算减排边际成本碳价格

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    中国西南地区CCUS区域中心建设路径与政策建议

    文绍牧李森圣何润民敬兴胜...
    171-179页
    查看更多>>摘要：西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、集群化发展的必然趋势,其中四川盆地是西南地区打造CCUS区域中心的最佳选择.为了加快建设中国西南地区CCUS区域中心,系统梳理了国外的经验做法,分析了其优势和挑战,结合我国西南地区的CO2 排放及分布情况、封存地质条件、源汇匹配关系,针对性提出了建设路径和政策建议.研究结果表明:①打造中国西南地区CCUS区域中心具有企业减碳和增产的需求巨大、高耗能行业企业碳源丰富且较为集中、地质封存潜力大且分布集中、源汇匹配情况较好、地方政府积极支持等 5 大优势;②当前面临的主要问题是缺乏顶层设计和统一规划、缺乏全产业链协同技术攻关的共享平台、缺乏碳减排的激励和约束政策体系等;③下一步应聚焦CCUS-EGR、CCS、DACCS等 3 条路径,分启动、扩展、规模化发展 3 个阶段打造西南地区CCUS区域中心,形成两个千万吨级产业集群和 3 个百万吨级产业集群,并比选技术路径和商业化路径.结论认为,要重点从完善顶层设计,出台统一的战略规划;强化科技攻关体系建设,加快形成技术成熟、经济可行的CCUS全链条技术;强化政策支持、推动国际合作等 3 个方面入手,加快推动中国西南地区CCUS区域中心建设.

    西南地区四川盆地CCUS区域中心产业集群源汇匹配建设路径政策建议

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    "双碳"目标下中国石油企业绿色减碳路径

    朱红钧李英媚陈俊文郝洪涛...
    180-189页
    查看更多>>摘要：为有效应对全球变暖问题,并如期实现"双碳"目标,国内各石油企业均采取了针对性的减碳降碳措施.为进一步明确"双碳"目标下中国石油企业绿色减碳路径,在对目前中国碳排放情况、石油企业减碳措施分析的基础上,明晰了减碳现存的困难与技术难点,并提出了石油企业减碳路径的建议.研究结果表明:①在油气生产利用过程中,温室气体排放主要集中在上游环节;②锚定"双碳"目标不动摇,在能源保供、提质增效的同时,深入推进"CCUS""碳减排""碳替代""碳交易"等减碳方法,在一定程度上降低了碳排放;③石油企业因地制宜开发风能、太阳能、地热能、氢能、海洋新能源等,逐步推动能源绿色转型.最后根据调研结果和中国石油企业的现状,提出了以下减碳路径建议:①构建科学合理的多能互补能源体系,实现常规能源与新能源的协同开发;②发展低成本且高效的化石能源开采技术、清洁能源开发技术、数字化碳中和技术等,提高技术原始创新能力,并把握新一轮产业革命与技术变革的主动权;③加强与国际国内企业、地方政府、高等院校、研究院所的交流合作,促进相关技术的持续发展,并培养专业技术人才.

    "双碳"目标石油企业减碳能源结构多能互补CCUS碳替代碳排放

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    2024年第一季度中国天然气行业景气指数分析

    西南石油大学中国能源指数研究中心
    190页
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