磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)

隨著世界油氣工業(yè)勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域從常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣延伸，非常規(guī)巖芯油氣的勘探和研究日益受到重視。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣在基本概念、學(xué)科體系、地質(zhì)研究、勘探方法、“甜點(diǎn)區(qū)”評(píng)價(jià)、技術(shù)攻關(guān)、開(kāi)發(fā)方式與開(kāi)采模式等 8 個(gè)方面有本質(zhì)區(qū)別。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的理論基礎(chǔ)，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(gè)關(guān)鍵標(biāo)志：一是油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯，二是無(wú)自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達(dá)西滲流不明顯；兩個(gè)關(guān)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。自由流體模型或Coates模型可應(yīng)用于含水和/或碳?xì)浠衔锏牡貙?。磁共振非常?guī)巖芯系統(tǒng)

納米流體驅(qū)油 納米流體是指以一定的方式和比例在基液中加入納米顆粒( 尺寸一般為1～100 nm)制備成的均勻、穩(wěn)定的流體．納米顆粒尺寸小、比表面積大，加入不同的納米顆?？梢灾频貌煌{米流體，具有不同的特殊性質(zhì)．利用這些特殊性質(zhì)提高采收率近些年成為研究的熱點(diǎn)，其中涉及的微納米力學(xué)問(wèn)題是解釋納米流體提高采收率機(jī)理的關(guān)鍵問(wèn)題． 納米流體驅(qū)油中影響采油效率的因素有很多，如油滴的尺寸，納米顆粒的濃度、尺寸、所帶電荷、表面潤(rùn)濕性等．為研究這些因素的影響，學(xué)者們展開(kāi)了一系列的理論、實(shí)驗(yàn)、模擬工作． 非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度；滲流曲線由平緩過(guò)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(dòng)壓力梯度越大，非達(dá)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯驅(qū)替過(guò)程的滲透率變化對(duì)于中等粘度和輕質(zhì)油，T2由自由弛豫和表面弛豫共同決定，并取決于粘度。

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層孔隙類型多樣，既有粒間溶蝕微孔、粒間原生微孔、粒內(nèi)原生微孔，也存在有機(jī)質(zhì)微孔與晶間微孔、微裂縫等多種類型；孔喉大小以納米級(jí)為主，但也存在微米級(jí)、毫米級(jí)微孔或微裂縫，中國(guó)海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔徑為 5～200nm，致密砂巖油儲(chǔ)層孔徑為 50～900nm，致密石灰?guī)r油儲(chǔ)層孔徑為40～500nm，頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔徑為 30～400nm，不同尺度孔喉大小構(gòu)成了毫米—微米—納米多級(jí)別微孔—微裂縫系統(tǒng)。 非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度；滲流曲線由平緩過(guò)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(dòng)壓力梯度越大，非達(dá)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進(jìn)頁(yè)巖氣的解吸附過(guò)程，仍有大量的頁(yè)巖氣存留在頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)表面．另外解吸附過(guò)程產(chǎn)生的游離氣無(wú)法主動(dòng)運(yùn)移至井口，實(shí)際生產(chǎn)中常常采用注氣驅(qū)替的方法來(lái)提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量，CO2和N2在自然界中大量存在，獲取成本低，安全穩(wěn)定，是兩種常用的驅(qū)替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅(qū)替CH4，并分析了注入速率對(duì)驅(qū)替效果的影響，結(jié)果表明驅(qū)替氣體注入速率越高，驅(qū)替效果越好．分別對(duì)CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明雖然CO2開(kāi)始驅(qū)替所需的初始濃度較高，但是在驅(qū)替過(guò)程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅(qū)替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動(dòng)力學(xué)模擬也得到了相似結(jié)果，并揭示了CO2和 N2不同的驅(qū)替機(jī)制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅(qū)替過(guò)程中CO2會(huì)直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4，但是注入N2會(huì)導(dǎo)致局部壓力降低，從而促進(jìn)CH4解吸附．通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時(shí)極容易進(jìn)行，并認(rèn)為碳納米管存在一個(gè)合適管徑使驅(qū)替效率極高．小角中子散射和超小角中子散射技術(shù)：不能精確表征頁(yè)巖多尺度全孔徑范圍內(nèi)的微觀孔隙結(jié)構(gòu)。

非常規(guī)巖芯油氣為源內(nèi)或近源非浮力聚集，水動(dòng)力效應(yīng)不明顯，油氣水分布復(fù)雜。在致密油儲(chǔ)層中，納米級(jí)孔喉是主要的儲(chǔ)集空間，烴源巖生烴增壓產(chǎn)生的異 常高壓促使油氣在源內(nèi)滯留或短距離運(yùn)移聚集，或經(jīng)初次運(yùn)移，注入致密儲(chǔ)層形成致密油氣。在這種非浮力聚集的情況下，致密油氣區(qū)不存在明確的油氣水邊界，這一規(guī)律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所證實(shí)。對(duì)于致密儲(chǔ)層，烴源巖生烴模擬實(shí)驗(yàn)及巖石物性測(cè)試表明，生烴增壓和毛細(xì)管壓力差是致密油運(yùn)聚的主要?jiǎng)恿?，浮力難以發(fā)生作用。通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，我們能獲取到更多關(guān)于非常規(guī)巖芯的信息。磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)研究的各個(gè)方面，如偽毛細(xì)管壓力曲線轉(zhuǎn)換、殘余油分布。磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開(kāi)發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域，通過(guò)解剖國(guó)內(nèi)外致密油實(shí)例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 致密碳酸鹽巖、致密砂巖為2類主要儲(chǔ)集層。儲(chǔ)集層物性差，基質(zhì)滲透率低，空氣滲透率多小于或等于1×10－3μm2，孔隙度小于或等于12% ，受有利沉積相帶控制。 富油氣凹陷內(nèi)致密油源儲(chǔ)共生。圈閉界限不明顯，高質(zhì)量生油巖區(qū)致密油大面積連續(xù)分布，一般TOC≥2%。 油氣以短距離運(yùn)移為主。持續(xù)充注，非浮力聚集，油層壓 力系數(shù)變化大、油質(zhì)輕; 一般生油巖成熟區(qū)( 0.6%≤Ｒo≤1.3% ) 氣油比高，初期易高產(chǎn)。磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)