聚合物驅(qū)油: 聚合物溶液與盲端中的油不僅會產(chǎn)生切應(yīng)力,還會在聚合物長鏈分子的作用下產(chǎn)生法向應(yīng)力.由于法向應(yīng)力的作用,聚合物溶液對油滴產(chǎn)生了更大的拉力,從而更有利于將油滴從側(cè)面盲端中“拉”出來.聚合物溶液的粘彈性越大,對油滴的拉拽效果越好,越有利于提高驅(qū)替效率。 經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn),使用水、甘油、粘彈性HPAM 溶液分別作為驅(qū)替劑進行驅(qū)油試驗時,HPAM 驅(qū)替后孔道盲端中的殘余油量極少.聚合物溶液在孔道中流動時,不僅能夠像非彈性流體一樣“推”著前面的油,還能“拉”著側(cè)面和后面的 油.這是由于聚合物分子為長鏈高分子,長鏈與長鏈之間相互纏繞、相互制約.運動時,聚合物長鏈分子就會產(chǎn)生拉伸,帶動周圍的分子一起運動,從而能夠拉拽盲端中的殘余油,實驗結(jié)果表明,人工合成聚合物( HPAM,PAM) 的驅(qū)油效果比生物聚合物(黃原膠) 好,其中,HPAM 的效果極好,而且增加聚合物的分子量有利于提高采收率.微毛細管孔隙:流體在自然壓差下無法流動(泥巖)。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯液體飽和度檢測
致密油與頁巖油儲集層包括常見的致密砂巖、致密灰?guī)r、頁巖,也包括陸相湖盆碎屑巖與湖相碳酸鹽巖混合成因的混積巖類,巖石成分復雜; 不同礦物與有機質(zhì)呈紋層狀或分散狀分布,成為頁巖油或致密油有利的微觀源儲組合( 圖 4) ,特別是致密油儲集層以陸源碎屑與碳酸鹽組分在空間上構(gòu)成交替互層或夾層的混合( 馮進來等,2011) ,有機質(zhì)與長石、黏土等陸源碎屑或白云石、方解石等碳酸鹽礦物呈紋層狀或分散狀分布的特征,為致密混積巖油形成提供了有利源儲條件。 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(qū)替力,形成有效開采的流動機制。小核磁共振非常規(guī)巖芯分析設(shè)備對于流體中的質(zhì)子:當流體處于梯度磁場并采用CPMG測量過程時,T2小于T1。
頁巖油是指已生成仍滯留于富有機質(zhì)泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油,富有機質(zhì)泥頁巖既是生油巖,又是儲集巖,具有6大地質(zhì)特征: 發(fā)育微納米級孔與裂縫系統(tǒng)。頁巖油儲集層中常常發(fā)育納米級孔喉系統(tǒng),一般孔徑大小為50~300nm 的孔隙構(gòu)成主要的儲集空間,局部發(fā)育微米級孔隙??紫额愋桶ig孔、粒內(nèi)孔、有機質(zhì)孔、晶間孔等。其次,微裂縫在頁巖油儲集層中也非常發(fā)育,類型多樣,以未充填的水平層理縫為主,次為干縮縫,近斷裂帶處發(fā)育有直立或斜交的構(gòu)造縫。與頁巖氣儲集層相比,頁巖油儲集層熱演化程度較低、埋深較淺,儲集空間較大。部分泥頁巖中黏土礦物呈片狀結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)等多種微觀結(jié)構(gòu)類型,頁巖油多賦存于礦物微觀結(jié)構(gòu)或與其平行的微裂縫。 儲集層脆性指數(shù)較高,宜于壓裂改造。脆性礦物含量是影響頁巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低,石英、長石、方解石等脆性礦物含量越高,巖石脆性越強,在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導裂縫,利于頁巖油開采。中國湖相富有機質(zhì)頁巖脆性礦物含量總體比較高,可達40%以上。
非常規(guī)巖芯油氣需建立技術(shù)與產(chǎn)量等“學習型曲線”,為新區(qū)或新層系勘探開發(fā)提供極優(yōu)路線圖。一般初始產(chǎn)量較高,但遞減很快,后期遞減速度較慢,穩(wěn)產(chǎn)期很長。例如,美國已投入開發(fā)的頁巖氣井,一般初始產(chǎn)量較高但遞減很快,首年往往遞減 60%~70%,經(jīng) 5~6 年后遞減速度減慢,一般只有 2%~3%,開采壽命可達 30~50 年,甚至更長。獨特的開采特征,決定了非常規(guī)巖芯油氣開采追求累計產(chǎn)量,實現(xiàn)了全生命周期的經(jīng)濟效益極大化。生產(chǎn)區(qū)油氣產(chǎn)量的穩(wěn)定或增長,只能通過井間接替來實現(xiàn)。常規(guī)巖芯油氣開采追求在較長時間內(nèi)實現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn),為此開發(fā)模式選擇需遵循如下原則:一是極充分地利用天然資源,保證獲得較高的油氣采收率;二是在盡可能高的產(chǎn)量水平上,油氣田穩(wěn)產(chǎn)時間長;三是具有極高的經(jīng)濟效益。選準合適時機,采取合理注氣或注水方式,不斷推動油氣流向井筒,既提高了油氣采收率,又延長了油氣井生產(chǎn)壽命。非常規(guī)巖芯研究為優(yōu)化鉆探工藝和開發(fā)技術(shù)提供科學依據(jù)。
石油開采一般分為三個階段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也稱為強化采油) .其中,一次采油只利用油藏的天然能量,石油采收率很低; 二次采油通過注水、注氣的方法維持地層能量,采收率雖較一次采油有提高,但仍處于較低水平,油藏中還存在大量原油; 三次采油,又稱為強化采油 ( enhanced oilrecovery,EOR),是在二次采油后,向油藏中注入特殊的流體,通過物理、化學、熱量、生物等方法改變油藏巖石及流體性質(zhì),從而進一步提高采收率的方法.核磁共振技術(shù)在20世紀60年代引起石油工業(yè)的興趣,研究結(jié)果顯示核磁共振技術(shù)具有良好的滲透率相關(guān)性。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯液體飽和度檢測
超毛細管孔隙:流體重力作用下可自由流動(大裂縫、溶洞、未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂巖)。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯液體飽和度檢測
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(guān)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(zhì)研究的目標是重要區(qū)、確定富集甜點區(qū),關(guān)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(gòu)造圖和甜點區(qū)評價表。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯液體飽和度檢測