致密油与页岩油均无明显圈闭界限,无自然工业产能,需要采用直井缝网压裂、水平井体积压裂、空气与CO2 等气驱、纳米驱油剂等方式进行开发,形成“人造渗透率”,持续获得产能,属典型“人造油气藏”。) 。通过整理国内外有关致密油与页岩油研究进展,笔者认为二者在地质、开发、工程等方面均存在明显差异,应定义为 2 种不同类型的非常规岩芯油气资源。 致密油是指储集在覆压基质渗 透率小于或等于 0. 1×10 -3μm2( 空气渗透率小于 1× 10 -3μm2) 的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的 石油。单井一般无自然产能或自然产能低于工业 油流下限,但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。如酸化压裂、多级压裂、水平井、多分支井等措施,这是目前全球非常规岩芯石油发展的亮点领域,达西进行了水通过饱和砂的实验研究,发现了渗流量Q与渗流长度L成反比。氢核磁核磁共振非常规岩芯原理
海相页岩油与陆相页岩形成与分布特征: 海相页岩油形成与分布特征:①海相富有机质页岩形成于全球主要海侵期。显生宙以来,受其他天体引力作用、气候变化、冰川消融,板块构造运动、海底洋中脊扩张等影响,全球海平面发生周期性变化,在晚寒武世—早奥陶世、中—晚志留世、早石炭世、中—晚白垩世4次海平面较高的海侵期,对应着细粒沉积旋回,海水倒灌入裂谷坳陷、淹没古老克拉通,在古陆上形成古海道和峡谷沉积。②页岩分布在稳定克拉通边缘、前陆等盆地内的细粒沉积中心及其周缘斜坡区,具备稳定宽缓的构造背景,有利于富有机质页岩大范围分布,且页岩层系上下往往分布区域性致密顶底板,容易形成地层超压。③富有机质层段呈大面积稳定分布,有机质普遍以中高成熟度为主,Ro 普遍大于1.0%,有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,其次为Ⅰ型干酪根。页岩层段黏土矿物含量较低,富有机质段与致密层间互,有机质纳米孔隙发育,烃类流体黏度低,普遍具有超压和高GOR,单层厚度较大且分布稳定。氢核磁核磁共振非常规岩芯分析对非常规岩芯的深入探索有助于发现新的能源资源。
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。
非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层的差异决定了储层中油气赋存状态、运移方式、流动机理以及含油气性等多个方面,但归根到底,储层致密、孔喉小、微观结构复杂是非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层的本质差异 。 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。小角中子散射和超小角中子散射技术:不能精确表征页岩多尺度全孔径范围内的微观孔隙结构。
聚合物驱油: 聚合物驱使用聚合物溶液为驱油剂,是化学驱的重要方法,在世界上尤其在中国大庆油田有大范围的应用.在工程实际中,聚合物驱极常用的聚合物主要有两种: 人工合成的部分水解聚丙烯酰胺( HPAM) 和生物聚合物黄原胶.除此以外,人们也在研究用于采油的新型聚合物.早期人们普遍认为聚合物驱是通过提高宏观采油效率来提高整体采收率的,具体表现为聚合物溶液增加了驱替液粘度,并且造成了油水相渗透率不均衡降低,减小了驱替液和被驱替液的流度比,从而提高波及系数.随着对聚合物驱油机理研究的逐渐深入,人们发现由于聚合物溶液具有粘弹性,其在微观孔道中有特殊的流动性质.聚合物驱不仅能提高宏观采油效率,还能够提高微观驱替效率.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。无损伤非常规岩芯孔径分布检测
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,如伪毛细管压力曲线转换、残余油分布。氢核磁核磁共振非常规岩芯原理
致密储集层孔隙结构复杂、流体粘滞性偏高、微裂缝发育,复杂介质条件和孔隙流体,对基于均匀介质和理想流体假设的经典孔隙介质声学理论模型和声、电、磁等地球物理响应机理研究提出了挑战。与以圈闭描述为对象的常规地球物理勘探理论和技术相比,致密油层油水分异差,油层地球物理响应差异小,致密油层识别、有效储集层划分、储集层参数计算、储集层展布预测、工程参数测井评价等遇到挑战。 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。氢核磁核磁共振非常规岩芯原理