聚合物驱油: 聚合物溶液与盲端中的油不仅会产生切应力,还会在聚合物长链分子的作用下产生法向应力.由于法向应力的作用,聚合物溶液对油滴产生了更大的拉力,从而更有利于将油滴从侧面盲端中“拉”出来.聚合物溶液的粘弹性越大,对油滴的拉拽效果越好,越有利于提高驱替效率。 经实验发现,使用水、甘油、粘弹性HPAM 溶液分别作为驱替剂进行驱油试验时,HPAM 驱替后孔道盲端中的残余油量极少.聚合物溶液在孔道中流动时,不仅能够像非弹性流体一样“推”着前面的油,还能“拉”着侧面和后面的 油.这是由于聚合物分子为长链高分子,长链与长链之间相互缠绕、相互制约.运动时,聚合物长链分子就会产生拉伸,带动周围的分子一起运动,从而能够拉拽盲端中的残余油,实验结果表明,人工合成聚合物( HPAM,PAM) 的驱油效果比生物聚合物(黄原胶) 好,其中,HPAM 的效果极好,而且增加聚合物的分子量有利于提高采收率.非常规岩芯的研究对于深入了解地下地质结构有着至关重要的作用。一站式非常规岩芯系统
非常规岩芯油气资源储量丰富,开发前景广阔,其开采过程涉及一系列微纳米力学问题.聚合物、纳米流体驱油技术能够提高石油采收率,它们的微观驱替机理引起了人们的关注.页岩气以吸附和游离态贮存于页岩微纳米孔隙中,在注入气的驱替下,可以流入宏观裂缝. 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扩散弛豫纵向弛豫(T1)和横向弛豫(T2)是由质子之间的磁相互作用引起的。
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。
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。常规岩芯储层: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。
非常规岩芯油气需建立技术与产量等“学习型曲线”,为新区或新层系勘探开发提供极优路线图。一般初始产量较高,但递减很快,后期递减速度较慢,稳产期很长。例如,美国已投入开发的页岩气井,一般初始产量较高但递减很快,首年往往递减 60%~70%,经 5~6 年后递减速度减慢,一般只有 2%~3%,开采寿命可达 30~50 年,甚至更长。独特的开采特征,决定了非常规岩芯油气开采追求累计产量,实现了全生命周期的经济效益极大化。生产区油气产量的稳定或增长,只能通过井间接替来实现。常规岩芯油气开采追求在较长时间内实现高产和稳产,为此开发模式选择需遵循如下原则:一是极充分地利用天然资源,保证获得较高的油气采收率;二是在尽可能高的产量水平上,油气田稳产时间长;三是具有极高的经济效益。选准合适时机,采取合理注气或注水方式,不断推动油气流向井筒,既提高了油气采收率,又延长了油气井生产寿命。表面弛豫发生在流固界面,即岩石的颗粒表面。小核磁非常规岩芯可动与不可动固体有机质含量
松辽盆地让字井区斜坡带扶余油层泉四段砂岩储层。一站式非常规岩芯系统
基于致密油与页岩油储集层物性差、粒度细、非均质性强,油气源储一体或近源聚集等特殊地质特征,致密油/页岩油在沉积环境与分布模式、储集层特征与成因机理、油气聚集规律、地质评价预测与地球物理响应等多方面遇到极大挑战,成为制约中国致密油与页岩油工业化发展的瓶颈。致密油与页岩油储集层均具有物性差,渗透率多小于1 mD,发育微-纳米级孔喉系统,成岩作用与非均质性强等而区别于常规岩芯油气储集层。故致密砂岩、碳酸盐岩与页岩等致密储集层成因机制与储集能力研究成为致密油与页岩油的重要问题。细粒页岩、粉砂岩以及混积岩石学与微观结构等储集层基本特征成为储集层储集性能评价的基础,精细表征微-纳米孔喉微观结构成为致密储集层评价的难点。一站式非常规岩芯系统
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