非常规岩芯油气资源储量丰富,开发前景广阔,其开采过程涉及一系列微纳米力学问题.聚合物、纳米流体驱油技术能够提高石油采收率,它们的微观驱替机理引起了人们的关注.页岩气以吸附和游离态贮存于页岩微纳米孔隙中,在注入气的驱替下,可以流入宏观裂缝. 非常规岩芯储层呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度;渗流曲线由平缓过渡的两段组成,较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩芯渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度越大,非达西现象越明显。需要人工压裂注气液,增加驱替力,形成有效开采的流动机制。通过对非常规岩芯的精细观测,我们得以了解非均质性强的地质体特征。小核磁共振非常规岩芯系统
页岩气开采是指贮存在微纳米孔隙和颗粒间的页岩气在人为驱动下运移至宏观裂缝,极终汇集到井筒的过程 页岩气具有多种贮存方式: ①吸附在有机质(干酪根) 孔隙表面; ②游离于孔隙和裂缝中; ③溶解于沥青和干酪根中.其中吸附是主要贮存方式,吸附气可以占到页岩气总量 20% ~ 85%.吸附量的大小与有机碳含量成正比,此外还受储层的压力、温度和比表面积等因素的影响,关系十分复杂.吸附机理的准确认识对页岩气解吸以及产量预测起到至关重要的作用.小核磁共振非常规岩芯系统超毛细管孔隙:流体重力作用下可自由流动(大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩)。
石油开采一般分为三个阶段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也称为强化采油) .其中,一次采油只利用油藏的天然能量,石油采收率很低; 二次采油通过注水、注气的方法维持地层能量,采收率虽较一次采油有提高,但仍处于较低水平,油藏中还存在大量原油; 三次采油,又称为强化采油 ( enhanced oilrecovery,EOR),是在二次采油后,向油藏中注入特殊的流体,通过物理、化学、热量、生物等方法改变油藏岩石及流体性质,从而进一步提高采收率的方法.
常规岩芯油气主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元,二级构造单元控制油气分布。油气聚集于构造高点,平面上呈孤立的单体式分布;或聚集于岩性圈闭、地层圈闭中,平面上呈较大规模的集群式分布。常规岩芯油气勘探,关键是寻找有效聚油圈闭,重要工作是预探获取发现,评价确定圈闭边界。第一步,进行圈闭识别、圈闭和圈闭精细描述,落实有利钻探目标;第二步,选择极有利目标、很合适钻探位置进行预探,力求获得油气发现;第三步,开展评价钻探,落实油气水界面,确定含油气范围与储量规模。松辽盆地让字井区斜坡带扶余油层泉四段砂岩储层。
低熟页岩油与中高熟页岩油的差异: 中高熟页岩油主要为已生成的石油烃类,赋存在页岩的有机孔内或多类成因的微裂缝中。其形成不仅需要有机质富集并成熟转化为石油烃的区域构造环境、水体环境、温暖的气候条件、适宜的水介质条件,还需要页岩油赋存的孔隙等储集空间条件。典型的中高熟页岩油层系沉积模式,盆地中心深水缺氧环境中发育富有机质页岩层,侧向上随着水深变浅渐变形成泥质粉砂岩、泥质碳酸盐岩等致密层系,进而变成砂岩、碳酸盐岩等常规储集层。受不同地质时期构造、气候、海平面等环境条件频繁变化的影响,水体出现深浅变化,在陆架、斜坡等岩相过渡区纵向上发生不同岩体的频繁交互,页岩层系与其他层系紧密接触或互层接触特征发育。若环境条件变化持续时间较长,水体持续变深或变浅,就形成稳定厚度的富有机质页岩层系,其他层系直接上覆或下伏于页岩层系;若环境条件变化持续时间较短,水体深浅波动频繁,在盆地斜坡区就形成单层厚度几厘米甚至几毫米的薄层砂岩/碳酸盐岩层与页岩层系夹层或混层,平面上具有大面积、不连续分布的特征。当润湿流体填充多孔介质(如岩石)时,T1和T2都急剧减小,并且弛豫机制不同于固体或流体中的质子。小核磁共振非常规岩芯系统
非常规岩芯的分析有助于评估油气储层的性能和开发潜力。小核磁共振非常规岩芯系统
非常规岩芯油气聚集过程中,呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度。以四川盆地侏罗系致密油为例,在运聚渗流实验的流速范围内,渗流曲线由平缓过渡的两段组成,较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩心渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度 越大,非达西现象越明显。运移过程中依次经历拟线性流、非线性流和滞流 3 个阶段。由于生烃增压产生的压力梯度由源向储呈现递减趋势,因此 3 个阶段的石油运移速度和含油饱和度都将逐级降低(图 6)。致密储层非达西渗流机制决定了油驱水阻力大、含油饱和度低的特点,需要人工压裂注气液,增加驱替力,形成有效开采的流动机制。小核磁共振非常规岩芯系统