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。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。非常规岩芯技术原理
石油开采一般分为三个阶段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也称为强化采油) .其中,一次采油只利用油藏的天然能量,石油采收率很低; 二次采油通过注水、注气的方法维持地层能量,采收率虽较一次采油有提高,但仍处于较低水平,油藏中还存在大量原油; 三次采油,又称为强化采油 ( enhanced oilrecovery,EOR),是在二次采油后,向油藏中注入特殊的流体,通过物理、化学、热量、生物等方法改变油藏岩石及流体性质,从而进一步提高采收率的方法.时域磁共振非常规岩芯分析系统与自由弛豫一样,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。
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)。
低熟页岩油与中高熟页岩油的差异: 中高熟页岩油主要为已生成的石油烃类,赋存在页岩的有机孔内或多类成因的微裂缝中。其形成不仅需要有机质富集并成熟转化为石油烃的区域构造环境、水体环境、温暖的气候条件、适宜的水介质条件,还需要页岩油赋存的孔隙等储集空间条件。典型的中高熟页岩油层系沉积模式,盆地中心深水缺氧环境中发育富有机质页岩层,侧向上随着水深变浅渐变形成泥质粉砂岩、泥质碳酸盐岩等致密层系,进而变成砂岩、碳酸盐岩等常规储集层。受不同地质时期构造、气候、海平面等环境条件频繁变化的影响,水体出现深浅变化,在陆架、斜坡等岩相过渡区纵向上发生不同岩体的频繁交互,页岩层系与其他层系紧密接触或互层接触特征发育。若环境条件变化持续时间较长,水体持续变深或变浅,就形成稳定厚度的富有机质页岩层系,其他层系直接上覆或下伏于页岩层系;若环境条件变化持续时间较短,水体深浅波动频繁,在盆地斜坡区就形成单层厚度几厘米甚至几毫米的薄层砂岩/碳酸盐岩层与页岩层系夹层或混层,平面上具有大面积、不连续分布的特征。非常规岩芯储层孔隙度小于10%;孔喉直径小于1μm或空气渗透率小于1mD。
非常规岩芯油气为源内或近源非浮力聚集,水动力效应不明显,油气水分布复杂。在致密油储层中,纳米级孔喉是主要的储集空间,烃源岩生烃增压产生的异 常高压促使油气在源内滞留或短距离运移聚集,或经初次运移,注入致密储层形成致密油气。在这种非浮力聚集的情况下,致密油气区不存在明确的油气水边界,这一规律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所证实。对于致密储层,烃源岩生烃模拟实验及岩石物性测试表明,生烃增压和毛细管压力差是致密油运聚的主要动力,浮力难以发生作用。非常规岩芯研究为优化钻探工艺和开发技术提供科学依据。核磁共振非常规岩芯
科研人员深入研究非常规岩芯,探索非常规油气资源的分布规律。非常规岩芯技术原理
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。非常规岩芯技术原理
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