2024-11-25 04:03:37
非常规岩芯油气资源并没有明确的定义,一般指用传统技术无法获得的、与常规岩芯油气资源储存地点、开采方法等不同的油气资源,可分为非常规岩芯石油资源和非常规岩芯天然气资源.前者主要指重油、页岩油、油砂等,后者主要指页岩气、煤层气、致密气等.非常规岩芯油气资源储量大,但储层地质结构复杂,传统开采技术并不能完全适用.非常规岩芯油气开采涉及一系列微纳米力学问题,这些问题的研究对改进开采技术,进一步开发非常规岩芯油气资源具有重要的意义. 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。对于流体中的质子:当流体处于均匀静磁场时,T1近似等于T2。一站式非常规岩芯静态测量参数
致密油成为全球非常规岩芯石油勘探开发的亮点领域,通过解剖国内外致密油实例,可归纳出以下地质特征: 致密碳酸盐岩、致密砂岩为2类主要储集层。储集层物性差,基质渗透率低,空气渗透率多小于或等于1×10-3μm2,孔隙度小于或等于12% ,受有利沉积相带控制。 富油气凹陷内致密油源储共生。圈闭界限不明显,高质量生油岩区致密油大面积连续分布,一般TOC≥2%。 油气以短距离运移为主。持续充注,非浮力聚集,油层压 力系数变化大、油质轻; 一般生油岩成熟区( 0.6%≤Ro≤1.3% ) 气油比高,初期易高产。低场核磁共振非常规岩芯系统应用领域自由流体模型或Coates模型可应用于含水和/或碳氢化合物的地层。
页岩油是指已生成仍滞留于富有机质泥页岩地层微纳米级储集空间中的石油,富有机质泥页岩既是生油岩,又是储集岩,具有6大地质特征: 发育微纳米级孔与裂缝系统。页岩油储集层中常常发育纳米级孔喉系统,一般孔径大小为50~300nm 的孔隙构成主要的储集空间,局部发育微米级孔隙。孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、晶间孔等。其次,微裂缝在页岩油储集层中也非常发育,类型多样,以未充填的水平层理缝为主,次为干缩缝,近断裂带处发育有直立或斜交的构造缝。与页岩气储集层相比,页岩油储集层热演化程度较低、埋深较浅,储集空间较大。部分泥页岩中黏土矿物呈片状结构、有机质纹层结构等多种微观结构类型,页岩油多赋存于矿物微观结构或与其平行的微裂缝。 储集层脆性指数较高,宜于压裂改造。脆性矿物含量是影响页岩微裂缝发育程度、含油性、压裂改造方式的重要因素。页岩中高岭石、蒙脱石、水云母等黏土矿物含量越低,石英、长石、方解石等脆性矿物含量越高,岩石脆性越强,在外力作用下越易形成天然裂缝和诱导裂缝,利于页岩油开采。中国湖相富有机质页岩脆性矿物含量总体比较高,可达40%以上。
致密油成为全球非常规岩芯石油勘探开发的亮点领域,通过解剖国内外致密油实例,可归纳出以下地质特征: 发育微 纳米 级 孔 喉 系 统。孔 喉 半 径 小,主 体 直 径 40 ~ 900? nm,孔隙结构复杂,喉道小,致密砂岩油储集层 泥质含量高,水敏、酸敏、速敏严重,因而开采过程 易受伤害,损失产量可达 30% ~ 50% 。 致密油 层非均质性严重。由于沉积环境不稳定,致密砂层 厚度和层间渗透率变化大,有的砂岩泥质含量高, 地层水电阻率低,油水层评价困难较大。由于孔喉 结构复杂,吼道小,毛细管压力高,原始含水饱和度 较高( 一般 30% ~ 40% ,个别达 60% ) ,原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 发育天然裂缝系统。岩石 坚硬致密,但存在不同程度裂缝,一般受区域性地 应力控制,具有一定方向性,对油田开发效果影响 较大,裂缝既是油气聚集的通道,也是注水窜流的条件,且人工裂缝多与天然裂缝方向一致。较轻的油具有高度的扩散,具有较长的T1和T2时间,并且通常表现为单指数衰减。
页岩油是指已生成仍滞留于富有机质泥页岩地层微纳米级储集空间中的石油,富有机质泥页岩既是生油岩,又是储集岩,具有6大地质特征: 地层压力高且油质轻,易于流动和开采。页岩油富集区位于已大规模生油的成熟富有机质页岩地层中,一般地层能量较高,压力系数可达 1. 2~2.0,也有少数低压,如鄂尔多斯盆地延长组压力系数为0.7~0.9。一般油质较轻,原油密度多为0.70~0.85 g /cm3,黏度多为0.7~20mPa·s,气油比高,在纳米级孔喉储集系统中,更易于流动和开采。大面积连续分布,资源潜力大。页岩油分布不受构造控制,无明显圈闭界限,含油范围受生油窗富有机质页岩分布控制,大面积连续分布于盆地坳陷或斜坡区。页岩生成的石油较多滞留于页岩中,一般占总生油量的 20%~50% ,资源潜力大。北美海相页岩分布面积大、厚度稳定、有机质丰度高、成熟度较高,有利于形成轻质和凝析页岩油。流动孔隙度:流体能在其内自由流动的孔隙体积Vff与岩石总体积Vb之比。一站式非常规岩芯检测设备
碳氢化合物,如天然气、轻质油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。一站式非常规岩芯静态测量参数
升高温度和降低压力只能在一定程度上促进页岩气的解吸附过程,仍有大量的页岩气存留在页岩有机质表面.另外解吸附过程产生的游离气无法主动运移至井口,实际生产中常常采用注气驱替的方法来提高页岩气产量,CO2和N2在自然界中大量存在,获取成本低,安全稳定,是两种常用的驱替气体。采用CO2和N2以及两者混合物分别驱替CH4,并分析了注入速率对驱替效果的影响,结果表明驱替气体注入速率越高,驱替效果越好.分别对CO2和N2驱替CH4的效率进行了实验研究,结果表明虽然CO2开始驱替所需的初始浓度较高,但是在驱替过程中效率高于N2.并且,两种气体极终驱替量都在吸附甲烷气体的90%以上.利用分子动力学模拟也得到了相似结果,并揭示了CO2和 N2不同的驱替机制: CO2与壁面吸附力高于CH4,驱替过程中CO2会直接取代 CH4的吸附位置; N2虽然与壁面吸附力低于CH4,但是注入N2会导致局部压力降低,从而促进CH4解吸附.通过分子动力学模拟研究了碳纳米管中CO2驱替CH4的过程,发现驱替在CO2分子垂直于壁面时极容易进行,并认为碳纳米管存在一个合适管径使驱替效率极高.一站式非常规岩芯静态测量参数