一站式磁共振非常規(guī)巖芯驅替過程的滲透率變化

作為一種清潔能源，頁巖氣因其儲量豐富、分布廣，引起了人們的極大關注．頁巖氣所貯存的頁巖層由大量微納米孔隙構成 ，整體上表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率．對北美多個地區(qū)頁巖樣品進行分析，認為頁巖孔隙度極低(＜5%)，滲透率在10－9～10－3μm2之間。觀察了頁巖中復雜的孔隙結構，認為主要存在三種孔隙類型:直徑在5～1000nm 之間的層狀碳酸鹽孔隙、直徑在50～1000nm 之間的溶解碳酸鹽孔隙和直徑在 10～100 nm 之間的有機質孔隙．通過實驗得出頁巖孔隙直徑在2～20 nm 之間，有機質作為干酪根的主要成分，其含量達到 40%～50%．因此頁巖氣開發(fā)需要解決諸多微納米力學問題: ①頁巖氣在微納米孔隙中的貯存機制; ②頁巖氣注氣驅替的相關機制; ③頁巖氣開采過程中從微納米孔隙極終運移到井筒的多尺度運移機制 ．滲透率的核磁共振估計是基于理論模型，表明滲透率隨孔隙度和孔徑的增加而增加。一站式磁共振非常規(guī)巖芯驅替過程的滲透率變化

中國陸相頁巖油勘探開發(fā)現(xiàn)狀與類型 中國陸相頁巖油資源豐富。從源外走向源內的勘探理念轉變和技術進步，推動陸相頁巖油成為中國石油勘探的熱點領域。近年來在準噶爾、鄂爾多斯、松遼、渤海灣、四川、三塘湖、柴達木等盆地取得頁巖油重要進展，建立了新疆吉木薩爾、大慶古龍等高重量級陸相頁巖油示范區(qū)，展現(xiàn)出良好發(fā)展前景。目前頁巖油勘探開發(fā)熱點主要集中在中高熟頁巖油，中高熟頁巖油大致可分為夾層型、混積型和頁巖型３類。夾層型頁巖油儲層為致密砂巖（如鄂爾多斯盆地延長組７段中上部）和凝灰?guī)r（如三塘湖盆地條湖組），混積型頁巖油儲層為云質砂巖、砂質云巖（如準噶爾盆地蘆草溝組、渤海灣盆地滄東孔二段），頁巖型頁巖油儲層為高黏土頁巖（松遼盆地青山口組一段、鄂爾多斯盆地延長組７段下部）。無損傷非常規(guī)巖芯液體飽和度檢測有效（含烴）孔隙度：巖石中含烴類體積Ve與巖石總體積Vb之比。

非常規(guī)巖芯油氣突破了儲層物性下限與傳統(tǒng)圈閉找油理念，針對大面積展布的非常規(guī)巖芯儲集體，關鍵在于大規(guī)模納米級孔喉致密儲層背景與油氣生成、排聚過程的時空匹配。重點研究烴源巖和儲集體評價條件、油氣充注下限及有效性、運移和滲流機理、重要區(qū)評價指標等，油氣運移為初次運移或短距離二次運移，生烴增壓和毛細管壓力差是油氣運移和聚集的主要動力，通常遵循非達西滲流定律油氣地質研究的目標是重要區(qū)、確定富集甜點區(qū)，關鍵是編制出“三圖一表”，即成熟烴源巖厚度平面分布圖、儲層厚度平面分布圖、儲層頂面構造圖和甜點區(qū)評價表。

非常規(guī)巖芯油氣聚集過程中，呈現(xiàn)低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度。以四川盆地侏羅系致密油為例，在運聚滲流實驗的流速范圍內，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，滲流曲線主要受巖心滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度 越大，非達西現(xiàn)象越明顯。運移過程中依次經歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個階段。由于生烴增壓產生的壓力梯度由源向儲呈現(xiàn)遞減趨勢，因此 3 個階段的石油運移速度和含油飽和度都將逐級降低（圖 6）。致密儲層非達西滲流機制決定了油驅水阻力大、含油飽和度低的特點，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。通過先進的技術手段，我們能獲取到更多關于非常規(guī)巖芯的信息。

非常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術無法獲得自然工業(yè)產量、需用新技術改善儲層滲透率或流體黏度等才能經濟開采、連續(xù)或準連續(xù)型聚集的油氣資源。非常規(guī)巖芯油氣資源大面積連續(xù)分布，無自然工業(yè)穩(wěn)定產量。常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術可以獲得自然工業(yè)產量、可以直接進行經濟開采的油氣資源。常規(guī)巖芯油氣分布受限于油氣圈閉邊界，可直接進行經濟開采。 非常規(guī)巖芯油氣地質學的學科基礎是連續(xù)型油氣聚集理論，常規(guī)巖芯油氣地質學的學科基礎是浮力圈閉成藏理論。 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。連通孔隙度：巖石中相互連通的孔隙體積Vc與巖石總體積Vb之比。無損傷非常規(guī)巖芯液體飽和度檢測

科研人員深入研究非常規(guī)巖芯，探索非常規(guī)油氣資源的分布規(guī)律。一站式磁共振非常規(guī)巖芯驅替過程的滲透率變化

聚合物驅油： 聚合物驅使用聚合物溶液為驅油劑，是化學驅的重要方法，在世界上尤其在中國大慶油田有大范圍的應用．在工程實際中，聚合物驅極常用的聚合物主要有兩種: 人工合成的部分水解聚丙烯酰胺( HPAM) 和生物聚合物黃原膠．除此以外，人們也在研究用于采油的新型聚合物．早期人們普遍認為聚合物驅是通過提高宏觀采油效率來提高整體采收率的，具體表現(xiàn)為聚合物溶液增加了驅替液粘度，并且造成了油水相滲透率不均衡降低，減小了驅替液和被驅替液的流度比，從而提高波及系數(shù)．隨著對聚合物驅油機理研究的逐漸深入，人們發(fā)現(xiàn)由于聚合物溶液具有粘彈性，其在微觀孔道中有特殊的流動性質．聚合物驅不僅能提高宏觀采油效率，還能夠提高微觀驅替效率．一站式磁共振非常規(guī)巖芯驅替過程的滲透率變化