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。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。氢核磁核磁共振非常规岩芯弛豫机制
非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层在储集性能、孔隙结构、储层评价标准与方法、储层中油气赋存状态等多个方面均存在较大差异 。整体而言,非常规岩芯油气储层以纳米、微米孔喉为主,微观孔喉结构复杂,决定了其低孔低渗的储集特征,控制了油气聚集机制、富集规律等基本地质特征,油气开发需要借助水平井分段压裂、体积压裂等特殊方法才能获取有效经济产能;常规岩芯油气储层孔隙度、渗透率较高,孔喉以微米级为主,甚至可见厘米级溶孔、溶洞,储集物性较好,油气开采以常规方式为主。低场核磁共振非常规岩芯无损检测非常规岩芯揭示地下奥秘,为油气勘探开发提供重要线索。
致密油与页岩油均无明显圈闭界限,无自然工业产能,需要采用直井缝网压裂、水平井体积压裂、空气与CO2 等气驱、纳米驱油剂等方式进行开发,形成“人造渗透率”,持续获得产能,属典型“人造油气藏”。) 。通过整理国内外有关致密油与页岩油研究进展,笔者认为二者在地质、开发、工程等方面均存在明显差异,应定义为 2 种不同类型的非常规岩芯油气资源。 致密油是指储集在覆压基质渗 透率小于或等于 0. 1×10 -3μm2( 空气渗透率小于 1× 10 -3μm2) 的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的 石油。单井一般无自然产能或自然产能低于工业 油流下限,但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。如酸化压裂、多级压裂、水平井、多分支井等措施,这是目前全球非常规岩芯石油发展的亮点领域,
非常规岩芯油气与常规岩芯油气在油气来源与成因上存在着密切联系,在同一含油气系统中,两者具有相同的烃源系统和母质来源、相同的初次运移动力、相同或 相似的油气组分及同位素组成等。两者在空间分布上紧密共生出现,形成统一的常规—非常规岩芯油气“有序聚集”体系。因此,在遵循两类资源差异性的基础上,常规—非常规岩芯油气应协同发展,遵循二者“有序聚集”的内在规律,以各自特色的生产方式,对含油气单元中不同层系、不同类型油气资源,开展“立体勘探、协同开发”,从而极终实现对整个含油气单元的高效、快速开发。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。
页岩油是指已生成仍滞留于富有机质泥页岩地层微纳米级储集空间中的石油,富有机质泥页岩既是生油岩,又是储集岩,具有6大地质特征: 发育微纳米级孔与裂缝系统。页岩油储集层中常常发育纳米级孔喉系统,一般孔径大小为50~300nm 的孔隙构成主要的储集空间,局部发育微米级孔隙。孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、晶间孔等。其次,微裂缝在页岩油储集层中也非常发育,类型多样,以未充填的水平层理缝为主,次为干缩缝,近断裂带处发育有直立或斜交的构造缝。与页岩气储集层相比,页岩油储集层热演化程度较低、埋深较浅,储集空间较大。部分泥页岩中黏土矿物呈片状结构、有机质纹层结构等多种微观结构类型,页岩油多赋存于矿物微观结构或与其平行的微裂缝。 储集层脆性指数较高,宜于压裂改造。脆性矿物含量是影响页岩微裂缝发育程度、含油性、压裂改造方式的重要因素。页岩中高岭石、蒙脱石、水云母等黏土矿物含量越低,石英、长石、方解石等脆性矿物含量越高,岩石脆性越强,在外力作用下越易形成天然裂缝和诱导裂缝,利于页岩油开采。中国湖相富有机质页岩脆性矿物含量总体比较高,可达40%以上。常规岩芯储层孔隙度大于 10%;孔喉直径大于1μm 或空气渗透率大于1mD。NMR非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析
从原子的角度来看,当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时,弛豫就发生了。氢核磁核磁共振非常规岩芯弛豫机制
开展致密油、页岩油形成条件和分布规律研究,致密油、页岩油富集参数,建立不同类型的地质预测方法。开展大尺度致密油、页岩油分布的物理与数值模拟,可揭示地层条件下致密油、页岩油的分布及富集规律; 开展致密油、页岩油资源评价模型及方法研究,可建立评价模型及标准,探索其分布范围及边界确定方法,极终评价中国大陆主要盆地致密油、页岩油地质、技术可采资源量。开展致密油勘探开发先导区试验研究,可确定致密油富集区评价参数、制定评价标准和建立评价方法。评价出致密油富集区与重点勘探区,明确页岩油有利区。 氢核磁核磁共振非常规岩芯弛豫机制
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