高精度非常规岩芯系统原理

中国陆相页岩油勘探开发现状与类型 中国陆相页岩油资源丰富。从源外走向源内的勘探理念转变和技术进步，推动陆相页岩油成为中国石油勘探的热点领域。近年来在准噶尔、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、四川、三塘湖、柴达木等盆地取得页岩油重要进展，建立了新疆吉木萨尔、大庆古龙等高重量级陆相页岩油示范区，展现出良好发展前景。目前页岩油勘探开发热点主要集中在中高熟页岩油，中高熟页岩油大致可分为夹层型、混积型和页岩型３类。夹层型页岩油储层为致密砂岩（如鄂尔多斯盆地延长组７段中上部）和凝灰岩（如三塘湖盆地条湖组），混积型页岩油储层为云质砂岩、砂质云岩（如准噶尔盆地芦草沟组、渤海湾盆地沧东孔二段），页岩型页岩油储层为高黏土页岩（松辽盆地青山口组一段、鄂尔多斯盆地延长组７段下部）。非常规岩芯储层有致密油、致密气、页岩油、页岩气、煤层气、重油沥青、天然气水合物等。高精度非常规岩芯系统原理

致密油与页岩油储集层包括常见的致密砂岩、致密灰岩、页岩，也包括陆相湖盆碎屑岩与湖相碳酸盐岩混合成因的混积岩类，岩石成分复杂; 不同矿物与有机质呈纹层状或分散状分布，成为页岩油或致密油有利的微观源储组合( 图 4) ，特别是致密油储集层以陆源碎屑与碳酸盐组分在空间上构成交替互层或夹层的混合( 冯进来等，2011) ，有机质与长石、黏土等陆源碎屑或白云石、方解石等碳酸盐矿物呈纹层状或分散状分布的特征，为致密混积岩油形成提供了有利源储条件。 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。低场时域核磁共振非常规岩芯可动与不可动固体有机质含量低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面，如流体可视化研究、高温高压驱替等等。

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: 发育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉积作用影响，一般沉积物粒度细，泥质含量高，分选差，以原生孔为主，大多埋深较浅，未经历强烈的成岩作用改造，岩石脆性低，裂缝不发育，孔隙度较高，而渗透率较低，多数为中高孔低渗型。次生致密油一般受多种成岩作用改造，储集层原属常规储集层，但由于压实、胶结等成岩作用，远远降低了孔隙度和渗透率，原生孔隙残留较少，形成致密储集层。 单井产量一般较低。油层受岩性控制，水动力联系差，边底水驱动不明显，自然能量补给差，产量递减快、生产周期长，稳产靠井间接替，多数靠弹性和溶解气驱采油，油层产能递减快，一次采收率低( 8% ～ 12% ) ，采用注水、注气保持能量后，或重复压裂，二次采收率可提高到 25% ～ 30% 。

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。低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面，如束缚流体与可动流体识别、油气水识别。

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 ．表面弛豫发生在流固界面，即岩石的颗粒表面。一站式核磁共振非常规岩芯分析

结合流体的T1和T2时间都很短，扩散速度也很慢(小D)，这是由于分子在小孔隙中的运动受到限制。高精度非常规岩芯系统原理

纳米流体驱油； 传统的常规强化采油（EOR)方法虽然能够提高采收率，但提高幅度有限，一些大型油田的原油地质储量(OOIP)仍有50%以上未被开采出，人们急需一种突破常规的方法来大幅提高采收率．纳米技术作为一种新兴的油气开采技术，已经在提高传感器灵敏度、控制失水量、提高固井质量、提高井眼稳定性等方面有了较为普遍的应用．在EOＲ中运用纳米技术来提高采收率近些年逐渐成为人们关注的焦点，具体方法主要为使用纳米流体进行驱油．高精度非常规岩芯系统原理