综合对比非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层特征,可归纳以下几点差异: (1) 非常规岩芯油气储层致密,物性较差。非常规岩芯油气储层总体致密是其与常规岩芯油气储层的极大区别。松辽盆地让字井区斜坡带扶余油层泉四段砂岩储层,孔隙度为1%~19%,平均为10.7%;渗透率为0.001~10mD,平均为0.82mD。常规砂岩储层渗透率大于1mD,孔隙度达 10%~18%,孔隙类型为颗粒与填隙物溶蚀扩大孔、残余原生孔,压汞测试表明喉道直径为1~10μm,孔喉连通性较好,埋深较浅; (2) 非常规岩芯油气储层岩性多样,有效储层规模较小。中国非常规岩芯油气储层岩性复杂,既有砂岩、石灰岩,也有页岩、煤以及混积岩类等多种岩石类型。但致密油、致密气、页岩油、页岩气、煤层气等主要类型储层空气基质渗透率多小于1mD,孔隙度主体小于12%,属于致密储层范畴。 (3) 非常规岩芯油气储层孔隙微观结构复杂,孔喉多小于1μm。非常规岩芯油气砂岩储层与常规岩芯油气致密砂岩储层特征对比表明,非常规岩芯油气致密砂岩储层岩石组分中缺少抗压程度的石英矿物,并多处于中、晚成岩阶段,故以次生孔隙为主,喉道呈席状、弯曲片状,连通差;孔隙度为3%~10%,渗透率多小于1mD。对于流体中的质子:当流体处于梯度磁场并采用CPMG测量过程时,T2小于T1。高精度TD-NMR非常规岩芯系统介绍
页岩气开采是指贮存在微纳米孔隙和颗粒间的页岩气在人为驱动下运移至宏观裂缝,极终汇集到井筒的过程 页岩气具有多种贮存方式: ①吸附在有机质(干酪根) 孔隙表面; ②游离于孔隙和裂缝中; ③溶解于沥青和干酪根中.其中吸附是主要贮存方式,吸附气可以占到页岩气总量 20% ~ 85%.吸附量的大小与有机碳含量成正比,此外还受储层的压力、温度和比表面积等因素的影响,关系十分复杂.吸附机理的准确认识对页岩气解吸以及产量预测起到至关重要的作用.MAG-MED非常规岩芯静态测量参数T1用CPMG序列测定孔隙流体的横向弛豫时间。
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.
常规岩芯油气主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元,二级构造单元控制油气分布。油气聚集于构造高点,平面上呈孤立的单体式分布;或聚集于岩性圈闭、地层圈闭中,平面上呈较大规模的集群式分布。常规岩芯油气勘探,关键是寻找有效聚油圈闭,重要工作是预探获取发现,评价确定圈闭边界。第一步,进行圈闭识别、圈闭和圈闭精细描述,落实有利钻探目标;第二步,选择极有利目标、很合适钻探位置进行预探,力求获得油气发现;第三步,开展评价钻探,落实油气水界面,确定含油气范围与储量规模。与自由弛豫一样,物理性质如粘度和分子组成控制着扩散系数。同样,环境条件、温度和压力都会影响扩散。
石油勘探开发从常规岩芯油气延伸到非常规岩芯油气领域,非常规岩芯油气地质研究日益受到重视。20 世纪 90 年代以来,中国出现深盆气、根源气 、深盆油 、向斜油 、非稳态成藏、致密油、致密气 、页岩气、页岩油、源岩油气等概念。油气地质基础研究呈现出由常规岩芯油气向非常规岩芯油气发展的新趋向,非常规岩芯油气地质学是非常规岩芯油气资源勘探开发实践的产物,是石油与天然气地质学的一个重要分支学科,也是推动非常规岩芯油气工业实现跨越式发展的理论基础。 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。对非常规岩芯的深入探索有助于发现新的能源资源。MAG-MED非常规岩芯静态测量参数
超毛细管孔隙:流体重力作用下可自由流动(大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩)。高精度TD-NMR非常规岩芯系统介绍
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 .高精度TD-NMR非常规岩芯系统介绍
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