升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進頁巖氣的解吸附過程,仍有大量的頁巖氣存留在頁巖有機質(zhì)表面.另外解吸附過程產(chǎn)生的游離氣無法主動運移至井口,實際生產(chǎn)中常常采用注氣驅(qū)替的方法來提高頁巖氣產(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CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進行了實驗研究,結(jié)果表明雖然CO2開始驅(qū)替所需的初始濃度較高,但是在驅(qū)替過程中效率高于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)替機制: CO2與壁面吸附力高于CH4,驅(qū)替過程中CO2會直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4,但是注入N2會導(dǎo)致局部壓力降低,從而促進CH4解吸附.通過分子動力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過程,發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時極容易進行,并認為碳納米管存在一個合適管徑使驅(qū)替效率極高。對于中等粘度和輕質(zhì)油,T2由自由弛豫和表面弛豫共同決定,并取決于粘度。氫核磁共振非常規(guī)巖芯檢測設(shè)備

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(nèi),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(jīng)歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個階段。由于生烴增壓產(chǎn)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(qū)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(qū)替力,形成有效開采的流動機制。TD-NMR非常規(guī)巖芯總體孔隙度檢測粘土結(jié)合水、毛細管結(jié)合水和可動水具有不同的孔隙大小和位置。

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,其中涉及的微納米力學(xué)問題是解釋納米流體提高采收率機理的關(guān)鍵問題. 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、表面潤濕性等.為研究這些因素的影響,學(xué)者們展開了一系列的理論、實驗、模擬工作. 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。
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、可以直接進行經(jīng)濟開采的油氣資源。常規(guī)巖芯油氣分布受明確的圈閉界限控制,有自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量,浮力作用明顯。常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙度大于 10%,孔喉直徑大于 1μm 或空氣滲透率大于 1mD。常規(guī)巖芯油氣按圈閉類型,可以分為構(gòu)造、巖性、地層等油氣藏類型。 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。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。

常規(guī)巖芯油氣主要發(fā)育在斷陷盆地大型構(gòu)造帶、前陸沖斷帶大型構(gòu)造、被動大陸邊緣以及克拉通大型隆起等正向構(gòu)造單元,二級構(gòu)造單元控制油氣分布。油氣聚集于構(gòu)造高點,平面上呈孤立的單體式分布;或聚集于巖性圈閉、地層圈閉中,平面上呈較大規(guī)模的集群式分布。常規(guī)巖芯油氣勘探,關(guān)鍵是尋找有效聚油圈閉,重要工作是預(yù)探獲取發(fā)現(xiàn),評價確定圈閉邊界。第一步,進行圈閉識別、圈閉和圈閉精細描述,落實有利鉆探目標;第二步,選擇極有利目標、很合適鉆探位置進行預(yù)探,力求獲得油氣發(fā)現(xiàn);第三步,開展評價鉆探,落實油氣水界面,確定含油氣范圍與儲量規(guī)模。碳氫化合物,如天然氣、輕質(zhì)油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。無損傷非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理
T1用CPMG序列測定孔隙流體的橫向弛豫時間。氫核磁共振非常規(guī)巖芯檢測設(shè)備
致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限,無自然工業(yè)產(chǎn)能,需要采用直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅(qū)、納米驅(qū)油劑等方式進行開發(fā),形成“人造滲透率”,持續(xù)獲得產(chǎn)能,屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內(nèi)外有關(guān)致密油與頁巖油研究進展,筆者認為二者在地質(zhì)、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異,應(yīng)定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 頁巖油是指成熟或低熟烴源巖已生成并滯留在頁巖地層中的石油聚集,頁巖既是生油巖,又是儲集巖,石油基本未運移( 圖 1) ,屬原地滯留油氣資源,是未來非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的潛在領(lǐng)域。氫核磁共振非常規(guī)巖芯檢測設(shè)備