MAGMED系列非常規(guī)巖芯液體驅替的影響

基于致密油與頁巖油儲集層物性差、粒度細、非均質性強，油氣源儲一體或近源聚集等特殊地質特征，致密油/頁巖油在沉積環(huán)境與分布模式、儲集層特征與成因機理、油氣聚集規(guī)律、地質評價預測與地球物理響應等多方面遇到極大挑戰(zhàn)，成為制約中國致密油與頁巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁巖油儲集層均具有物性差，滲透率多小于1 mD，發(fā)育微-納米級孔喉系統(tǒng)，成巖作用與非均質性強等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁巖等致密儲集層成因機制與儲集能力研究成為致密油與頁巖油的重要問題。細粒頁巖、粉砂巖以及混積巖石學與微觀結構等儲集層基本特征成為儲集層儲集性能評價的基礎，精細表征微-納米孔喉微觀結構成為致密儲集層評價的難點。由于流體之間的弛豫時間NMR數(shù)據(jù)可用于區(qū)分粘土結合水、毛細結合水、可動水、天然氣、輕質油和粘性油。MAGMED系列非常規(guī)巖芯液體驅替的影響

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成交替互層或夾層的混合( 馮進來等，2011) ，有機質與長石、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，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。低場核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理流動孔隙度：流體能在其內(nèi)自由流動的孔隙體積Vff與巖石總體積Vb之比。

海相頁巖油與陸相頁巖形成與分布特征： 海相頁巖油形成與分布特征：①海相富有機質頁巖形成于全球主要海侵期。顯生宙以來，受其他天體引力作用、氣候變化、冰川消融，板塊構造運動、海底洋中脊擴張等影響，全球海平面發(fā)生周期性變化，在晚寒武世—早奧陶世、中—晚志留世、早石炭世、中—晚白堊世４次海平面較高的海侵期，對應著細粒沉積旋回，海水倒灌入裂谷坳陷、淹沒古老克拉通，在古陸上形成古海道和峽谷沉積。②頁巖分布在穩(wěn)定克拉通邊緣、前陸等盆地內(nèi)的細粒沉積中心及其周緣斜坡區(qū)，具備穩(wěn)定寬緩的構造背景，有利于富有機質頁巖大范圍分布，且頁巖層系上下往往分布區(qū)域性致密頂?shù)装?，容易形成地層超壓。③富有機質層段呈大面積穩(wěn)定分布，有機質普遍以中高成熟度為主，Ｒｏ 普遍大于1.0％，有機質類型以Ⅱ型干酪根為主，其次為Ⅰ型干酪根。頁巖層段黏土礦物含量較低，富有機質段與致密層間互，有機質納米孔隙發(fā)育，烴類流體黏度低，普遍具有超壓和高GOR，單層厚度較大且分布穩(wěn)定。

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，是兩種常用的驅替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅替CH4，并分析了注入速率對驅替效果的影響，結果表明驅替氣體注入速率越高，驅替效果越好．分別對CO2和N2驅替CH4的效率進行了實驗研究，結果表明雖然CO2開始驅替所需的初始濃度較高，但是在驅替過程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動力學模擬也得到了相似結果，并揭示了CO2和 N2不同的驅替機制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅替過程中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會導致局部壓力降低，從而促進CH4解吸附．通過分子動力學模擬研究了碳納米管中CO2驅替CH4的過程，發(fā)現(xiàn)驅替在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替效率極高．達西定律：描述飽和土中水的滲流速度與水力坡降之間的線性關系的規(guī)律，又稱線性滲流定律。

聚合物驅油： 聚合物溶液與盲端中的油不僅會產(chǎn)生切應力，還會在聚合物長鏈分子的作用下產(chǎn)生法向應力．由于法向應力的作用，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 溶液分別作為驅替劑進行驅油試驗時，HPAM 驅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，實驗結果表明，人工合成聚合物( HPAM，PAM) 的驅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．天然氣表現(xiàn)出很長的T1時間，但很短的T2時間和單指數(shù)型弛豫衰減。MAGMED系列非常規(guī)巖芯液體驅替的影響

孔隙大小、滲透率、碳氫化合物性質、空泡、裂縫和顆粒大小，通常也可以通過弛豫時間NMR數(shù)據(jù)提取。MAGMED系列非常規(guī)巖芯液體驅替的影響

石油勘探開發(fā)從常規(guī)巖芯油氣延伸到非常規(guī)巖芯油氣領域，非常規(guī)巖芯油氣地質研究日益受到重視。20 世紀 90 年代以來，中國出現(xiàn)深盆氣、根源氣 、深盆油 、向斜油 、非穩(wěn)態(tài)成藏、致密油、致密氣 、頁巖氣、頁巖油、源巖油氣等概念。油氣地質基礎研究呈現(xiàn)出由常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣發(fā)展的新趨向，非常規(guī)巖芯油氣地質學是非常規(guī)巖芯油氣資源勘探開發(fā)實踐的產(chǎn)物，是石油與天然氣地質學的一個重要分支學科，也是推動非常規(guī)巖芯油氣工業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的理論基礎。 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，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。MAGMED系列非常規(guī)巖芯液體驅替的影響

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