時域核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅替對巖芯影響

來源: 發(fā)布時間:2023-07-06

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機質泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油,富有機質泥頁巖既是生油巖,又是儲集巖,具有6大地質特征: 地層壓力高且油質輕,易于流動和開采。頁巖油富集區(qū)位于已大規(guī)模生油的成熟富有機質頁巖地層中,一般地層能量較高,壓力系數(shù)可達 1. 2~2.0,也有少數(shù)低壓,如鄂爾多斯盆地延長組壓力系數(shù)為0.7~0.9。一般油質較輕,原油密度多為0.70~0.85 g /cm3,黏度多為0.7~20mPa·s,氣油比高,在納米級孔喉儲集系統(tǒng)中,更易于流動和開采。大面積連續(xù)分布,資源潛力大。頁巖油分布不受構造控制,無明顯圈閉界限,含油范圍受生油窗富有機質頁巖分布控制,大面積連續(xù)分布于盆地坳陷或斜坡區(qū)。頁巖生成的石油較多滯留于頁巖中,一般占總生油量的 20%~50% ,資源潛力大。北美海相頁巖分布面積大、厚度穩(wěn)定、有機質豐度高、成熟度較高,有利于形成輕質和凝析頁巖油。達西定律:描述飽和土中水的滲流速度與水力坡降之間的線性關系的規(guī)律,又稱線性滲流定律。時域核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅替對巖芯影響

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非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質學的理論基礎,分別是連續(xù)型油氣聚集理論和浮力圈閉成藏理論。非常規(guī)巖芯油氣有兩個關鍵標志:一是油氣大面積連續(xù)分布,圈閉界限不明顯,二是無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量,達西滲流不明顯;兩個關鍵參數(shù)為:一是孔隙度小于 10%,二是孔喉直徑小于1μm 或空氣滲透率小于1mD。而常規(guī)巖芯油氣,在上述標志和參數(shù)方面表現(xiàn)明顯不同,孔隙度多介于10%~30%,滲透率多大于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣評價重點是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應力各向異性“六特性”及匹配關系,常規(guī)巖芯油氣評價重點是生、儲、蓋、圈、運、?!傲亍逼ヅ潢P系。非常規(guī)巖芯油氣富集“甜點區(qū)”有 8 項評價標準,其中 3 項關鍵指標是 TOC 大于 2%、孔隙度較高(致密油氣>10%,頁巖油氣>3%)和微裂縫發(fā)育;常規(guī)巖芯油氣重要評價成藏要素及其時空匹配,重點評價高質量烴源灶、有利儲集體、圈閉規(guī)模及有效的輸導體系等。低場磁共振非常規(guī)巖芯儀器特色不同的TE值也會產(chǎn)生不同的T2分布。使用擴散加權機制來區(qū)分粘性油和水,或區(qū)分氣體和液體。

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非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層的差異決定了儲層中油氣賦存狀態(tài)、運移方式、流動機理以及含油氣性等多個方面,但歸根到底,儲層致密、孔喉小、微觀結構復雜是非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層的本質差異 。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達西滲流特征,存在啟動壓力梯度;滲流曲線由平緩過渡的兩段組成,較低滲流速度下的上凹型非線性滲流曲線和較高流速下的擬線性滲流曲線,滲流曲線主要受巖芯滲透率的影響,滲透率越低,啟動壓力梯度越大,非達西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液,增加驅替力,形成有效開采的流動機制。

頁巖氣開采是指貯存在微納米孔隙和顆粒間的頁巖氣在人為驅動下運移至宏觀裂縫,極終匯集到井筒的過程 頁巖氣具有多種貯存方式: ①吸附在有機質(干酪根) 孔隙表面; ②游離于孔隙和裂縫中; ③溶解于瀝青和干酪根中.其中吸附是主要貯存方式,吸附氣可以占到頁巖氣總量 20% ~ 85%.吸附量的大小與有機碳含量成正比,此外還受儲層的壓力、溫度和比表面積等因素的影響,關系十分復雜.吸附機理的準確認識對頁巖氣解吸以及產(chǎn)量預測起到至關重要的作用.自由弛豫是流體的固有弛豫特性。它是由流體的物理性質控制的,如粘度和化學成分。

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致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領域,通過解剖國內(nèi)外致密油實例,可歸納出以下地質特征: 發(fā)育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉積作用影響,一般沉積物粒度細,泥質含量高,分選差,以原生孔為主,大多埋深較淺,未經(jīng)歷強烈的成巖作用改造,巖石脆性低,裂縫不發(fā)育,孔隙度較高,而滲透率較低,多數(shù)為中高孔低滲型。次生致密油一般受多種成巖作用改造,儲集層原屬常規(guī)儲集層,但由于壓實、膠結等成巖作用,遠遠降低了孔隙度和滲透率,原生孔隙殘留較少,形成致密儲集層。 單井產(chǎn)量一般較低。油層受巖性控制,水動力聯(lián)系差,邊底水驅動不明顯,自然能量補給差,產(chǎn)量遞減快、生產(chǎn)周期長,穩(wěn)產(chǎn)靠井間接替,多數(shù)靠彈性和溶解氣驅采油,油層產(chǎn)能遞減快,一次采收率低( 8% ~ 12% ) ,采用注水、注氣保持能量后,或重復壓裂,二次采收率可提高到 25% ~ 30% 。低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面,如流體可視化研究、高溫高壓驅替等等。麥格瑞非常規(guī)巖芯高性能驅替系統(tǒng)

核磁共振孔隙度值通常落在共密度值的±1pu內(nèi)。時域核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅替對巖芯影響

致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限,無自然工業(yè)產(chǎn)能,需要采用直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅、納米驅油劑等方式進行開發(fā),形成“人造滲透率”,持續(xù)獲得產(chǎn)能,屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內(nèi)外有關致密油與頁巖油研究進展,筆者認為二者在地質、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異,應定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 頁巖油是指成熟或低熟烴源巖已生成并滯留在頁巖地層中的石油聚集,頁巖既是生油巖,又是儲集巖,石油基本未運移( 圖 1) ,屬原地滯留油氣資源,是未來非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的潛在領域。時域核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅替對巖芯影響

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