干酪根成熟度对孔隙形态和提高页岩油采收率的影响

• 作者: Andrei Zelenev I.Yucel Akkutlu Khoa Bui William A.Hill 张峰
• 来源期刊: 石油科技动态
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 29-37
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

富含有机质的页岩油储层的特征研究显示,干酪根中含有大量的烃类流体.然而,由于流固相互作用较强,因此从干酪根孔隙中开采原油是具有挑战性的.通过注入化学剂改变分子间相互作用力,我们可以开发新的方法,用来提高从干酪根孔隙空间中产出的目标原油的采收率.想要注入和输送能够在有限空间里起作用的化学剂(例如,表面活性剂),需要高度连通的干酪根孔隙网络.本文的目的是通过先进的计算化学工具证明在后生作用过程中干酪根的成熟度(暴露在高温、高压条件下)与干酪根孔隙网络的品质(比如孔径和形状)有关,并且对在提高采收率(EOR)过程中如何添加化学剂产生了重要影响.我们通过显著改变有机化学剂系统的温度来模拟干酪根的不同成熟度,开发了一种新的分子动力学模拟方法.模拟过程侧重于Ⅱ型干酪根,因为它是目前生产烃类流体最常见的总烃源岩.我们使用了Ⅱ型干酪根的两种不同化学结构(C175H102N4O9S2,C242H219N5O12S2)作为基本模拟单元来模拟固体干酪根.控制元素的摩尔分数以满足油窗中Ⅱ型干酪根的总氢碳比(H/C)和总氧碳比(O/C).模拟的烃类流体由九种不同类型的分子组成,分别为二甲基萘、甲苯、十四烷、癸烷、辛烷、丁烷、丙烷、乙烷和甲烷.含有这些分子的模拟箱经过缓慢的淬火过程,该过程一直持续到储层的温度和压力条件.本文讨论了最高温度和淬火速率对干酪根的孔隙形态以及对原油在孔隙网络中分布的影响.我们解释了干酪根的孔隙形态是如何受到淬火速率控制的.随后,我们模拟了微乳液液滴与数字干酪根之间的相互作用.模拟结果表明,微乳液液滴具有弹性,使得其能够挤过小于液滴自身直径的干酪根孔隙,并吸附在孔壁表面.使用微乳液带来的一个主要作用是液滴能够将溶剂和表面活性剂输送到孔隙网络的不同部分里.我们的工作表明,具有特殊特征的溶剂和表面活性剂可以通过微乳液液滴的形式输送到油饱和干酪根的孔隙网络中并影响原油的流度.