頁巖氣檢測
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發(fā)布時(shí)間:2025-07-25 08:12:04 更新時(shí)間:2025-07-24 08:12:05
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作者:中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心
頁巖氣檢測
頁巖氣作為一種重要的非常規(guī)天然氣資源,其高效開發(fā)對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。與傳統(tǒng)天然氣不同,頁巖氣賦存于致密的頁巖層中,滲透率極低,需通過水平鉆井和水力壓裂技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采。這一特性決定" />
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發(fā)布時(shí)間:2025-07-25 08:12:04 更新時(shí)間:2025-07-24 08:12:05
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作者:中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心
頁巖氣作為一種重要的非常規(guī)天然氣資源,其高效開發(fā)對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。與傳統(tǒng)天然氣不同,頁巖氣賦存于致密的頁巖層中,滲透率極低,需通過水平鉆井和水力壓裂技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采。這一特性決定了頁巖氣的勘探評價(jià)和開發(fā)過程對地質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確性和工程控制的精細(xì)度要求極高。因此,科學(xué)、系統(tǒng)、規(guī)范的頁巖氣檢測成為資源評價(jià)、儲層表征、工程設(shè)計(jì)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控的核心環(huán)節(jié)。檢測工作貫穿于頁巖氣勘探、評價(jià)、開發(fā)及生產(chǎn)全生命周期,其結(jié)果直接影響資源量評估、開發(fā)方案優(yōu)化、增產(chǎn)措施效果預(yù)測以及環(huán)境保護(hù)合規(guī)性。
頁巖氣的檢測涉及地質(zhì)、儲層、流體及環(huán)境等多個(gè)維度,核心項(xiàng)目包括:
1. 巖石礦物學(xué)與地球化學(xué)分析: * 礦物組成(石英、粘土礦物、碳酸鹽礦物、黃鐵礦等含量):影響巖石力學(xué)性質(zhì)(可壓性)和流體敏感性。 * 有機(jī)地球化學(xué)參數(shù):總有機(jī)碳含量(TOC)、有機(jī)質(zhì)類型(干酪根類型)、熱成熟度(Ro值)、生烴潛力(S1, S2)等:評價(jià)頁巖生烴能力與含氣量基礎(chǔ)。 * 干酪根顯微組分分析:進(jìn)一步判斷有機(jī)質(zhì)類型。
2. 儲層物性分析: * 孔隙度:總孔隙度、有效孔隙度、有機(jī)質(zhì)孔隙/無機(jī)質(zhì)孔隙分布:表征儲集空間。 * 滲透率:基質(zhì)滲透率(絕對/相對)、裂縫滲透率:決定氣體流動能力。 * 孔隙結(jié)構(gòu):孔徑分布(微孔、介孔、宏孔)、比表面積:影響氣體吸附與賦存狀態(tài)。
3. 含氣性與氣體組分分析: * 含氣量:總含氣量(吸附氣、游離氣、溶解氣)、現(xiàn)場解吸氣量:核心經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 * 氣體組分:甲烷、乙烷、丙烷等烴類氣體含量,二氧化碳、氮?dú)?、硫化氫等非烴氣體含量:影響氣體品質(zhì)、處理工藝及安全環(huán)保。 * 氣體同位素:碳、氫同位素:輔助氣源判識。
4. 巖石力學(xué)性質(zhì): * 楊氏模量、泊松比、抗壓強(qiáng)度等:評價(jià)巖石可壓裂性。
5. 壓裂液及返排液分析: * 成分分析(添加劑、示蹤劑等)。 * 污染物檢測(重金屬、總?cè)芙夤腆wTDS、總有機(jī)碳TOC、放射性物質(zhì)、化學(xué)需氧量COD、生物毒性等):評估壓裂作業(yè)環(huán)境影響及返排液處理要求。
6. 環(huán)境本底與影響監(jiān)測: * 地下水水質(zhì)(壓裂前本底及壓裂后跟蹤)。 * 土壤質(zhì)量。 * 大氣污染物排放。
針對上述檢測項(xiàng)目,需要依賴一系列精密的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場儀器:
1. 巖石礦物與地球化學(xué)分析: * X射線衍射儀(XRD):定量分析礦物組成。 * X射線熒光光譜儀(XRF):元素組成分析。 * ?掃描電子顯微鏡(SEM)及配套能譜儀(EDS):微觀孔隙結(jié)構(gòu)、礦物形貌與成分觀察。 * 總有機(jī)碳(TOC)分析儀:測定巖石中有機(jī)碳含量。 * 巖石熱解分析儀(Rock-Eval):快速測定TOC、S1(游離烴)、S2(熱解烴)及 Tmax(熱成熟度)。 * 鏡質(zhì)體反射率測定系統(tǒng)(Ro):測定有機(jī)質(zhì)熱成熟度。
2. 儲層物性分析: * 氦孔隙度儀:基于波義耳定律測定巖石總孔隙度。 * 脈沖衰減滲透率儀:在圍壓條件下測定超低滲透巖石的基質(zhì)滲透率。 * 高壓壓汞儀(MICP):分析微米-納米級孔隙孔徑分布及結(jié)構(gòu)。 * 低溫氮?dú)?二氧化碳吸附儀(BET/BJH):分析微孔、介孔比表面積及孔徑分布。 * 核磁共振儀(NMR):無損分析孔隙結(jié)構(gòu)、流體賦存狀態(tài)及滲透率。
3. 含氣性與氣體組分分析: * 高壓等溫吸附儀:模擬地層溫壓條件測定頁巖對甲烷的吸附等溫線及吸附氣量。 * 現(xiàn)場解吸罐系統(tǒng):在鉆井現(xiàn)場對巖心進(jìn)行密封解吸,測定現(xiàn)場解吸氣量。 * 殘余氣分析設(shè)備:測定巖心中殘余的吸附氣和游離氣量。 * 氣相色譜儀(GC):常規(guī)氣體組分(C1-C5+, CO2, N2等)定量分析。 * 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS):復(fù)雜氣體混合物或痕量組分分析。 * 同位素比質(zhì)譜儀(IRMS):分析氣體碳、氫等同位素比值。
4. 巖石力學(xué)性質(zhì): * 三軸巖石力學(xué)測試系統(tǒng):在圍壓條件下測試楊氏模量、泊松比、抗壓強(qiáng)度等參數(shù)。
5. 壓裂液、返排液及環(huán)境介質(zhì)分析: * 電感耦合等離子體質(zhì)譜/發(fā)射光譜儀(ICP-MS/OES):重金屬元素分析。 * 離子色譜儀(IC):陰陽離子分析。 * 總有機(jī)碳(TOC)分析儀。 * 化學(xué)需氧量(COD)測定儀。 * 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS):有機(jī)污染物(如苯系物、多環(huán)芳烴等)分析。 * 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS):極性有機(jī)物分析。 * 放射性檢測儀。 * 生物毒性測試設(shè)備。
檢測方法的選擇需依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性:
1. 含氣量測定: * USBM直接法(改良): 行業(yè)最常用方法,包括現(xiàn)場解吸(實(shí)測)、損失氣估算(模型推算)和殘余氣測定(實(shí)驗(yàn))三部分。 * 等溫吸附法: 實(shí)驗(yàn)室模擬地層條件測定吸附氣量,需結(jié)合游離氣理論模型計(jì)算總含氣量。
2. 孔隙度滲透率測定: * 氦氣孔隙度法: 參考標(biāo)準(zhǔn)(如ASTM D4404, SY/T 5336)進(jìn)行。 * 脈沖衰減滲透率法: 針對致密巖石的標(biāo)準(zhǔn)方法(如ASTM D4525, SY/T 6385)。 * 氣體滑脫效應(yīng)校正: 低壓下氣體流動存在滑脫效應(yīng),需進(jìn)行克林肯伯格校正以獲得更接近地層條件的滲透率。
3. 巖石礦物與有機(jī)地化分析: * 主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的XRD、XRF、TOC測定(如GB/T 19145, SY/T 5124, SY/T 5163)、Rock-Eval熱解(如SY/T 5125, SY/T 6338)和鏡質(zhì)體反射率測定(如SY/T 5124)等方法進(jìn)行。
4. 氣體組分分析: * 主要采用國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T 13610, ASTM D1945, ASTM D1946)規(guī)定的氣相色譜法。
5. 環(huán)境檢測: * 水質(zhì)、土壤、大氣中污染物的檢測嚴(yán)格遵循國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(如HJ系列標(biāo)準(zhǔn))以及美國EPA標(biāo)準(zhǔn)方法(如EPA 500, 600, 8000系列)。
頁巖氣檢測工作必須遵循國內(nèi)外權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和一致性:
1. 國際標(biāo)準(zhǔn):
* API (美國石油學(xué)會): API RP 86 (頁巖氣藏評價(jià)推薦作法), API RP 1172 (頁巖氣開發(fā)水力壓裂作業(yè)管線系統(tǒng)完整性管理)。
* ISO (國際標(biāo)準(zhǔn)化組織): ISO 27913 (二氧化碳捕獲、運(yùn)輸和地質(zhì)封存 — 頁巖氣藏地質(zhì)封存選址、特征描述和項(xiàng)目設(shè)計(jì))。
* ASTM (美國材料與試驗(yàn)協(xié)會): 涉及物性(D4404, D4525)、含氣量推算方法(ASTM D7569)等。
* EPA (美國環(huán)保
證書編號:241520345370
證書編號:CNAS L22006
證書編號:ISO9001-2024001
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