作者:本刊实习生 刘念 来源: 发布时间:2012-2-14 11:55:57
划时代的“纳米油气”

 
纳米技术对人们来说已是耳熟能详。
 
然而,将纳米技术与油气领域全面结合,提出“纳米油气”的全新概念,却属油气研究领域的一项创举。
 
中国石油勘探开发研究院的邹才能教授及其团队,首次发现了中国油气储层中的“纳米孔”,通过系统研究,率先叩响了通往“纳米油气”新时代的大门。“纳米油气”概念的提出也正是基于不同类型油气储层“纳米孔”孔喉系统的首次发现。
 
不容小觑的“纳米孔”
 
相当可观的油气资源蕴藏在油气储层的孔隙之中。油气储层的孔隙可分为毫米级孔、微米级孔和纳米级孔。
 
其中,毫米级孔、微米级孔,及其聚集的常规油气,属于百年来传统研究范畴,已被充分认知并得到世界范围内的工业开采。然而,孔喉直径属于纳米级的非常规“纳米孔”储集体,及其聚集的“纳米油气”,人们迄今所知甚少,在未来油气勘探开发潜力的评价中也付之阙如。
 
实际上,美国小鱼儿二站玄机资料家几年前在页岩气开发过程中也曾注意到油气储层中的“纳米孔”,但未能系统证实“纳米孔”与“纳米油气”广泛存在于各类油气储层中。
 
运用场发射扫描电镜技术与Nano-CT等技术(纳米级X射线断层成像技术),邹才能团队将千姿百态的“纳米孔”制成三维纳米孔喉系统图像,直观呈现出来。
 
邹才能团队多年致力于非常规油气的相关研究。2010年,他们在中国第一口页岩气井——四川盆地威远地区“威201井”,发现了“纳米孔”。这也是中国首次在油气储层中直观发现“纳米孔”。
 
邹才能团队不仅在页岩气储层发现了“纳米孔”,更推而广之,在致密砂岩油和气,页岩油和气等非常规油气储集层中,观测到了多种类型的“纳米孔”,一般孔隙都在几十到几百个纳米大小。一系列的发现表明,“纳米孔”与“纳米油气”都广泛地存在于各类油气储层中。两篇相关论文分别发表在《石油勘探与开发》和《岩石学报》专业杂志上。
 
在门外汉看来,“纳米孔”或许微不足道。但作为科研工作者,邹才能却做到了见微知著,敏锐地察觉到了“纳米孔”不容小觑的重大小鱼儿二站玄机资料价值。
 
“在以往的统计、预测和规划中,直径几十纳米到几百纳米的孔隙所含的油气储量并没有纳入考虑。”邹才能介绍说。他还表示,尽管单个“纳米孔”的空间有限,但“纳米孔喉系统”在数量上的庞大,足以使其达到“聚沙成塔”的效果,因此“纳米油气”的总量非常可观,“就像一笔未知的高额存款”。
 
另外,油气分子的大小一般都是纳米级的,像甲烷分子,直径只有0.38纳米,一般原油分子直径也只有几个纳米大小,比我们想象的要小得多。所以,纳米级孔喉系统中也存在着非常丰富的油气资源。”
 
另外,在常规圈闭油气聚集理论中,油气从烃源岩生成,运移到被称为圈闭的空间中聚集,圈闭因此也是研究和开采的核心对象。
 
而“纳米孔”的发现改变了毫米-微米孔是油气储层唯一孔隙的传统思维,突破了传统油气“生、储、盖、运、圈、保”六部曲的研究模式,拓展了100年来油气聚集的基本理论。邹才能研究认为,纳米孔储层的“油气连续分布、不受圈闭控制,使得生油母岩和近源“磨刀石”成为未来油气开采的重要对象。”
 
“这一发现有助于认识非常规油气聚集的特征和机理,且对增加全球油气资源也具有重要的意义。” 邹才能告诉《小鱼儿二站玄机资料新闻》。
 
不仅如此,中国小鱼儿二站玄机资料院院士戴金星认为:“通过连续型油气聚集理论的研究,以及在非常规油气储层中纳米孔隙的发现,我们才真正把致密砂岩和页岩当做勘探对象。这些基础性研究推动了油气勘探从常规向非常规油气战略性发展。”
 
开启未来“纳米油气”
 
得益于“纳米孔”的启示,邹才能遂提出了“纳米油气”的新概念。
 
根据他们的定义,“纳米油气”在狭义上是指储集在“纳米孔”中的油气,在广义上则是指一套完整的工业化体系,即用纳米为核心技术来研究、勘探和开采储集在“纳米孔”中的油气,包括页岩油和气,致密油和气等。
 
从这个定义中不难看出,纳米技术在“纳米油气”的研究、勘探和开采中,扮演着至关重要的角色。究其原因,是由于“纳米”语境之下的许多特殊问题,都有赖纳米技术这一杀手锏的攻克和解决。
 
以油气开采过程中的“驱油气”环节为例,仅这一个环节就面临着“纳米孔”所带来的诸多挑战。
 
首先,“纳米孔”本身的狭窄局促,使得驱油气剂的注入在速度和效果上大打折扣。其次,邹才能团队的研究还表明,“纳米孔”中的吸附油气与游离油气之比,远高于微米孔和毫米孔中的相应比例。这就意味着,“纳米孔”中油气分子之间的作用力更加牢固,油气也更难被驱散和开采,需要开采纳米级的采收率技术。
 
面对“纳米孔”与“纳米油气”带来的诸多工业化挑战,邹才能强调,随着新的科技革命的到来,石油工业中纳米等技术将成为工业化应用,所需要的不只是纳米驱油剂,还有纳米观测系统、纳米传输系统、纳米材料等,在石油工业全过程关键岗位作业的纳米机器人……在“纳米”的语境之下,这些在昨天尚显得“天马行空”的尖端科技,将登上未来的工业化应用。
 
邹才能强调,“纳米油气”概念的提出,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。
 
尽管“纳米油气”的前景尚不完全明朗,“纳米油气”的研究和开发更面临着诸多的技术难题,但毫无疑问,邹才能团队已经站在了这一开发前沿,不断领跑,敢于面对这个潜藏着无限机遇与挑战的全新领域。
 
邹才能时常提醒自己,“常规的思想,找不到非常规的油气”,“思想的误区,就是油气的禁区”,“常规人,要有非常规的思想”。谈及今后的目标,他表示:“我们的目标就是将潜在的油气资源尽可能地挖掘出来,将现在的‘非常规油气’变成未来的‘常规油气’。”■
 
《小鱼儿二站玄机资料新闻》 (小鱼儿二站玄机资料新闻2012年第2期 学界)
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