注CO2開采頁巖油是極具潛力的提高采收率方法。然而,頁巖油藏大量發(fā)育納米級孔喉系統(tǒng),孔內(nèi)固-液作用力強,對流體的限域效應(yīng)顯著(即:納米限域效應(yīng)),主要表現(xiàn)為流體吸附量占比高、毛管壓力作用強等,導(dǎo)致頁巖油藏注CO2后相態(tài)和流動特征復(fù)雜,制約著注CO2壓裂/吞吐技術(shù)在頁巖油藏的應(yīng)用。
針對上述問題,我院宋兆杰教授團隊聯(lián)合卡爾加里大學(xué)、東方理工高等研究院、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)和中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)等單位,探究了納米限域效應(yīng)作用下頁巖油注CO2的相態(tài)變化與流動機制,相關(guān)研究成果發(fā)表在國際能源領(lǐng)域著名期刊《Chemical Engineering Journal》和《Energy》。
Multi-phase behavior and pore-scale flow in medium-high maturity continental shale reservoirs with oil, CO2, and water(中高熟陸相頁巖油藏油-CO2-水體系多相相態(tài)和孔隙尺度流動規(guī)律)發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》(https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149679)。該論文利用室內(nèi)實驗、狀態(tài)方程計算和孔隙網(wǎng)絡(luò)模擬等方法,探究了頁巖油-CO2-水體系在體相條件和納米孔隙內(nèi)的相態(tài)特征以及在納微米孔喉系統(tǒng)內(nèi)的流動規(guī)律。結(jié)果表明,納米限域效應(yīng)促進了氣相分子向液相的轉(zhuǎn)移,提高了油相和水相中的CO2溶解度;CO2注入后改變了油水流動路徑,有效提高了小孔隙內(nèi)原油采出程度。該期刊是能源、化工領(lǐng)域的國際著名期刊,影響因子為15.1,中科院一區(qū)Top。我院博士生宋宜磊為第一作者,宋兆杰教授和陳掌星院士為共同通訊作者。
Fluid phase behavior in multi-scale shale reservoirs with nano-confinement effect(納米限域效應(yīng)作用下頁巖油藏多尺度介質(zhì)流體相行為)發(fā)表在《Energy》(https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.130027)。該論文利用室內(nèi)實驗和狀態(tài)方程計算等方法,探究了納米孔隙-頁理縫介質(zhì)內(nèi)流體的相態(tài)特征。結(jié)果表明,相比頁理縫區(qū)域,納米孔中C1-C3的含量更高,而C7+的含量更低。此外,納米限域效應(yīng)降低了頁巖油與CO2的最小混相壓力和近混相壓力,增強了CO2進入納米孔隙的能力。該期刊是能源、熱力學(xué)領(lǐng)域的國際著名期刊,影響因子為9.0,中科院一區(qū)Top。我院博士生宋宜磊為第一作者,宋兆杰教授和陳掌星院士為共同通訊作者。
作者簡介:
宋宜磊,中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依工程師學(xué)院和中國石油大學(xué)(北京)聯(lián)合培養(yǎng)博士后(導(dǎo)師:陳掌星院士和田守嶒教授)。非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)院2020級博士研究生,2023年12月獲得石油與天然氣工程專業(yè)博士學(xué)位(導(dǎo)師:宋兆杰教授和陳掌星院士),2022-2023年于卡爾加里大學(xué)進行交流訪問。主要從事頁巖油儲層流體相態(tài)、流動與注氣提高采收率技術(shù)研究,以第一/第二/通訊作者在 Chemical Engineering Journal、Energy、Fuel、Petroleum Science和石油學(xué)報等著名期刊及 SPE IOR和URTeC等行業(yè)頂會發(fā)表論文19篇,其中SCI收錄12篇(中科院一區(qū)6篇)。曾獲中國石油與化工自動化協(xié)會技術(shù)發(fā)明一等獎和科技進步一等獎、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進步二等獎、孫越崎優(yōu)秀學(xué)生獎、國家獎學(xué)金、北京市三好學(xué)生、山東省優(yōu)秀學(xué)生、學(xué)校最高榮譽獎“十佳大學(xué)生”(博士)和“十大學(xué)生標兵”(本科)等榮譽或獎項。Email: [email protected]
宋兆杰,教授,博導(dǎo),國家級高層次青年人才,非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)研究院副院長。2014年獲得中國地質(zhì)大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)工程專業(yè)博士學(xué)位。2012-2014年于美國密蘇里科技大學(xué)進行交流訪問。主要研究方向包括:非常規(guī)油氣相態(tài)與提高采收率、CO2驅(qū)油與地質(zhì)封存(CCUS)、多孔介質(zhì)多相流體流動規(guī)律等。主持國家級、省部級項目8項,出版專著1部,在Chemical Engineering Journal、Energy、Fuel、Petroleum Science、Journal of Petroleum Science and Engineering、石油勘探與開發(fā)和石油學(xué)報等高水平期刊及SPE IOR和URTeC等行業(yè)頂級會議共發(fā)表論文80余篇,其中以第一或通訊作者發(fā)表SCI/EI收錄論文44篇(JCR一區(qū)20篇);獲授權(quán)發(fā)明專利20件;榮獲教育部科技進步一等獎等省部級科技獎勵8項(兩項排名第1)以及孫越崎青年科技獎、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會青年科技突出貢獻獎和全國綠色礦山突出貢獻個人獎。Email: [email protected]
陳掌星,中國工程院外籍院士、美國工程院院士、加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士、歐洲科學(xué)院院士、卡爾加里大學(xué)國家講席教授、中國石油大學(xué)(北京)油氣資源與工程全國重點實驗室學(xué)術(shù)委員會委員和教育部非常規(guī)油氣國際合作聯(lián)合實驗室外方主任、寧波東方理工大學(xué)講席教授。主要研究領(lǐng)域為新能源開發(fā)、油藏工程和數(shù)值模擬,是國際計算數(shù)學(xué)、非常規(guī)油氣、石油工程、水制氫領(lǐng)域的知名科學(xué)家,在滲流力學(xué)、新的油氣提高采收率工藝、油藏數(shù)值模擬理論與方法、可視化技術(shù)、制氫關(guān)鍵技術(shù)、CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)研究、轉(zhuǎn)讓和應(yīng)用等方面取得了突出成果。在包括PNAS(《美國國家科學(xué)院院刊》)、Progress in Materials Science、Advanced Energy Materials、Applied Catalyst B: Environmental等在內(nèi)的期刊發(fā)表論文1,000余篇,出版著作21部,在國際會議作特邀學(xué)術(shù)報告460余次,擁有37項發(fā)明專利,是16種國際雜志編委。SCI他引27,000多次(單篇他引最高1,708次),H指數(shù)70。根據(jù)愛思維爾統(tǒng)計結(jié)果,在石油工程領(lǐng)域近十年內(nèi)學(xué)術(shù)論文綜合指標全球排名第一。曾獲中國政府友誼獎、美國福特總統(tǒng)獎、加拿大最高科技獎、工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)菲爾茲獎、“Killam” 最高教授成就獎等。Email: [email protected]