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。常规岩芯储层孔隙度大于 10%;孔喉直径大于1μm 或空气渗透率大于1mD。一体式非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
非常规岩芯油气地质学就是一门研究非常规岩芯油气类型、细粒沉积、微纳米级孔隙储层、油气形成机理、分布特征、富集规律、产出机制、评价方法、重要技术、发展战略与经济评价等为重点的新兴油气地质学科,已成为石油与天然气地质学的一个重要分支。非常规岩芯油气是以连续型或准连续型油气聚集的重要区和甜点区为研究对象,源储配置是重要,学科基础是连续型油气聚集理论。常规石油地质学研究对象是圈闭和油气藏,重要是圈闭及其有效性,学科基础是浮力 圈闭成藏理论。时域磁共振非常规岩芯总体孔隙度检测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。
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。
随着世界油气工业勘探开发领域从常规岩芯油气向非常规岩芯油气延伸,非常规岩芯油气的勘探和研究日益受到重视。非常规岩芯油气与常规岩芯油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、“甜点区”评价、技术攻关、开发方式与开采模式等 8 个方面有本质区别。非常规岩芯油气与常规岩芯油气地质学的理论基础,分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规岩芯油气有两个关键标志:一是油气大面积连续分布,圈闭界限不明显,二是无自然工业稳定产量,达西渗流不明显;两个关键参数为:一是孔隙度小于 10%,二是孔喉直径小于 1μm 或空气渗透率小于 1mD。达西进行了水通过饱和砂的实验研究,发现了渗流量Q与上下游水头差和垂直于水流方向的截面积A成正比。
评价“甜点区”也是非常规岩芯油气勘探研究的重要,贯穿整个勘探开发过程。非常规岩芯油气甜点包括“地质甜点、工程甜点、经济甜点”。非常规岩芯油气富集“甜点区”评价有8个指标,其中3个主控因素及关键指标是:TOC大于2%(其中页岩油S1>2mg/g)、孔隙度较高(致密油气 >10%,页岩油气 >3%)和微裂缝发育。地质甜点着眼于烃源岩、储层、超压与裂缝等综合评价,工程甜点着眼于埋深、岩石可压性、应力各向异性等综合评价,经济甜点着眼于资源规模、埋深、地面条件等评价。如当前非常规岩芯致密油、致密气、页岩油和页岩气的“甜点区”评价,主要着眼于有利的烃源层、储层、超压、裂缝、局部构造等地质甜点要素评价,以及压力系数、脆性、应力各向异性等工程甜点要素评价。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。时域磁共振非常规岩芯表面弛豫
不同流体类型和岩石孔隙大小的T1、T2、和D的典型定性值表明了T1、T2松弛测量的可变性和复杂性。一体式非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
作为一种清洁能源,页岩气因其储量丰富、分布广,引起了人们的极大关注.页岩气所贮存的页岩层由大量微纳米孔隙构成 ,整体上表现为低孔隙度、低渗透率.对北美多个地区页岩样品进行分析,认为页岩孔隙度极低(<5%),渗透率在10-9~10-3μm2之间。观察了页岩中复杂的孔隙结构,认为主要存在三种孔隙类型:直径在5~1000nm 之间的层状碳酸盐孔隙、直径在50~1000nm 之间的溶解碳酸盐孔隙和直径在 10~100 nm 之间的有机质孔隙.通过实验得出页岩孔隙直径在2~20 nm 之间,有机质作为干酪根的主要成分,其含量达到 40%~50%.因此页岩气开发需要解决诸多微纳米力学问题: ①页岩气在微纳米孔隙中的贮存机制; ②页岩气注气驱替的相关机制; ③页岩气开采过程中从微纳米孔隙极终运移到井筒的多尺度运移机制 .一体式非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
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