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。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。一站式核磁共振非常规岩芯表面弛豫
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。高精度NMR非常规岩芯产品介绍光学显微镜检测技术可探测微米孔隙。
聚合物驱油: 除聚合物( polymer) 外,表面活性剂( surfactant)以及碱剂( alkali) 也是化学驱方法中常用的驱替剂,在注水时加入三者复合体系的驱油方法称为三元复合驱( ASP flooding) .将三者联合起来使用,具有协同增强的效应,是一种较新的技术方法.表面活性剂能够大幅度降低油-水间的界面张力,提高毛细管数.碱剂在注入地层后,能与原油中的有机酸发生化学反应,生成表面活性剂石油酸皂.石油酸皂能与注入的表面活性剂产生协同作用,进一步降低界面张力.同时,碱剂还能够降低聚合物和表面活性剂的吸附损失.除此以外,乳化、带油、泡沫滞留、改变岩石润湿性等也是三元复合驱提高原油采油率的机理.
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.从原子的角度来看,当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时,弛豫就发生了。
常规岩芯油气是指用传统技术可以获得自然工业产量、可以直接进行经济开采的油气资源。常规岩芯油气分布受明确的圈闭界限控制,有自然工业稳定产量,浮力作用明显。常规岩芯油气储层孔隙度大于 10%,孔喉直径大于 1μm 或空气渗透率大于 1mD。常规岩芯油气按圈闭类型,可以分为构造、岩性、地层等油气藏类型。 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。微孔隙中的流体表现出快速的T,当TE=0.5 ms时可以观察到,但当TE=1.2 ms时不能观察到。小核磁共振非常规岩芯检测系统
纵向弛豫(T1)和横向弛豫(T2)是由质子之间的磁相互作用引起的。一站式核磁共振非常规岩芯表面弛豫
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.一站式核磁共振非常规岩芯表面弛豫
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