一體式非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油，富有機(jī)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(jī)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(jī)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(qiáng)，在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂縫，利于頁巖油開采。中國湖相富有機(jī)質(zhì)頁巖脆性礦物含量總體比較高，可達(dá)40%以上?？茖W(xué)家們正在對這些非常規(guī)巖芯進(jìn)行細(xì)致的分析和研究。一體式非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)

非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“油氣是否連續(xù)聚集”，評價(jià)的重點(diǎn)是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應(yīng)力各向異性“六特性”及匹配關(guān)系，明確“生油氣能力、儲油氣能力、產(chǎn)油氣能力”；勘探主要目的是尋找“甜點(diǎn)區(qū)”與油氣連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)分布邊界，開發(fā)追求單井極高累積產(chǎn)量與極大采收率，尋找低成本開采技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“圈閉是否成藏”，評價(jià)的重點(diǎn)是生、儲、蓋、圈、運(yùn)、?！傲亍奔皹O合適匹配關(guān)系，勘探主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)油氣藏與儲量規(guī)模，開發(fā)主要是追求高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和極大采收率。磁共振非常規(guī)巖芯表面弛豫低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實(shí)驗(yàn)評價(jià)研究的各個(gè)方面，如孔隙度、孔徑分布、核磁滲透率。

隨著世界油氣工業(yè)勘探開發(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)”評價(jià)、技術(shù)攻關(guān)、開發(fā)方式與開采模式等 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。

綜合對比非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層特征，可歸納以下幾點(diǎn)差異： (1) 非常規(guī)巖芯油氣儲層致密，物性較差。非常規(guī)巖芯油氣儲層總體致密是其與常規(guī)巖芯油氣儲層的極大區(qū)別。松遼盆地讓字井區(qū)斜坡帶扶余油層泉四段砂巖儲層，孔隙度為1%～19%，平均為10.7%；滲透率為0.001～10mD，平均為0.82mD。常規(guī)砂巖儲層滲透率大于1mD，孔隙度達(dá) 10%～18%，孔隙類型為顆粒與填隙物溶蝕擴(kuò)大孔、殘余原生孔，壓汞測試表明喉道直徑為1～10μm，孔喉連通性較好，埋深較淺； (2) 非常規(guī)巖芯油氣儲層巖性多樣，有效儲層規(guī)模較小。中國非常規(guī)巖芯油氣儲層巖性復(fù)雜，既有砂巖、石灰?guī)r，也有頁巖、煤以及混積巖類等多種巖石類型。但致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣等主要類型儲層空氣基質(zhì)滲透率多小于1mD，孔隙度主體小于12%，屬于致密儲層范疇。 (3) 非常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔喉多小于1μm。非常規(guī)巖芯油氣砂巖儲層與常規(guī)巖芯油氣致密砂巖儲層特征對比表明，非常規(guī)巖芯油氣致密砂巖儲層巖石組分中缺少抗壓程度的石英礦物，并多處于中、晚成巖階段，故以次生孔隙為主，喉道呈席狀、彎曲片狀，連通差；孔隙度為3%～10%，滲透率多小于1mD。非常規(guī)巖芯儲層孔隙度小于10%；孔喉直徑小于1μm或空氣滲透率小于1mD。

非常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟(jì)開采、連續(xù)或準(zhǔn)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(chǎn)量。常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、可以直接進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(jìn)行經(jīng)濟(jì)開采。 非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)是連續(xù)型油氣聚集理論，常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)是浮力圈閉成藏理論。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達(dá)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(dá)西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動機(jī)制。 低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實(shí)驗(yàn)評價(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。小核磁非常規(guī)巖芯孔隙度檢測

測井作為評價(jià)已鉆探地層的經(jīng)濟(jì)方法，在測定孔隙度和流體飽和度方面已經(jīng)取得了進(jìn)步。一體式非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)

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(fù)雜; 不同礦物與有機(jī)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(jìn)來等，2011) ，有機(jī)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(dá)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(dá)西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動機(jī)制。一體式非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)