致密油成为全球非常规岩芯石油勘探开发的亮点领域,通过解剖国内外致密油实例,可归纳出以下地质特征: 发育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉积作用影响,一般沉积物粒度细,泥质含量高,分选差,以原生孔为主,大多埋深较浅,未经历强烈的成岩作用改造,岩石脆性低,裂缝不发育,孔隙度较高,而渗透率较低,多数为中高孔低渗型。次生致密油一般受多种成岩作用改造,储集层原属常规储集层,但由于压实、胶结等成岩作用,远远降低了孔隙度和渗透率,原生孔隙残留较少,形成致密储集层。 单井产量一般较低。油层受岩性控制,水动力联系差,边底水驱动不明显,自然能量补给差,产量递减快、生产周期长,稳产靠井间接替,多数靠弹性和溶解气驱采油,油层产能递减快,一次采收率低( 8% ~ 12% ) ,采用注水、注气保持能量后,或重复压裂,二次采收率可提高到 25% ~ 30% 。非常规岩芯研究为优化钻探工艺和开发技术提供科学依据。时域核磁共振非常规岩芯静态测量参数
非常规岩芯油气与常规岩芯油气既有明显区别,又有密切联系。非常规岩芯油气与常规岩芯油气的相同点是,在同一含油气系统中,两者具有相同的烃源系统、相同的初次运移动力、相似的油气组成等。基于成因和分布上的本质联系,常规—非常规岩芯油气表现为“有序聚集”,成因上关联、空间上共生,形成一套统一的油气聚集体系。遵循常规—非常规岩芯油气“有序聚集”规律,勘探开发过程中应将两类油气资源整体考虑、协同发展。 非常规岩芯储层呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度;渗流曲线由平缓过渡的两段组成,较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩芯渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度越大,非达西现象越明显。需要人工压裂注气液,增加驱替力,形成有效开采的流动机制。一站式磁共振非常规岩芯可动与不可动固体有机质含量通过确定不可还原水体积(BVI)和游离流体体积(MFFI)来区分可能产烃的区域和可能产水的区域。
非常规岩芯油气资源并没有明确的定义,一般指用传统技术无法获得的、与常规岩芯油气资源储存地点、开采方法等不同的油气资源,可分为非常规岩芯石油资源和非常规岩芯天然气资源.前者主要指重油、页岩油、油砂等,后者主要指页岩气、煤层气、致密气等.非常规岩芯油气资源储量大,但储层地质结构复杂,传统开采技术并不能完全适用.非常规岩芯油气开采涉及一系列微纳米力学问题,这些问题的研究对改进开采技术,进一步开发非常规岩芯油气资源具有重要的意义. 非常规岩芯储层呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度;渗流曲线由平缓过渡的两段组成,较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩芯渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度越大,非达西现象越明显。需要人工压裂注气液,增加驱替力,形成有效开采的流动机制。
非常规岩芯油气为源内或近源非浮力聚集,水动力效应不明显,油气水分布复杂。在致密油储层中,纳米级孔喉是主要的储集空间,烃源岩生烃增压产生的异 常高压促使油气在源内滞留或短距离运移聚集,或经初次运移,注入致密储层形成致密油气。在这种非浮力聚集的情况下,致密油气区不存在明确的油气水边界,这一规律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所证实。对于致密储层,烃源岩生烃模拟实验及岩石物性测试表明,生烃增压和毛细管压力差是致密油运聚的主要动力,浮力难以发生作用。光学显微镜检测技术可探测微米孔隙。
非常规岩芯油气聚集过程中,呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度。以四川盆地侏罗系致密油为例,在运聚渗流实验的流速范围内,渗流曲线由平缓过渡的两段组成,较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩心渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度 越大,非达西现象越明显。运移过程中依次经历拟线性流、非线性流和滞流 3 个阶段。由于生烃增压产生的压力梯度由源向储呈现递减趋势,因此 3 个阶段的石油运移速度和含油饱和度都将逐级降低(图 6)。致密储层非达西渗流机制决定了油驱水阻力大、含油饱和度低的特点,需要人工压裂注气液,增加驱替力,形成有效开采的流动机制。天然气表现出很长的T1时间,但很短的T2时间和单指数型弛豫衰减。麦格瑞非常规岩芯原理
科学家们正在对这些非常规岩芯进行细致的分析和研究。时域核磁共振非常规岩芯静态测量参数
非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层在储集性能、孔隙结构、储层评价标准与方法、储层中油气赋存状态等多个方面均存在较大差异 。整体而言,非常规岩芯油气储层以纳米、微米孔喉为主,微观孔喉结构复杂,决定了其低孔低渗的储集特征,控制了油气聚集机制、富集规律等基本地质特征,油气开发需要借助水平井分段压裂、体积压裂等特殊方法才能获取有效经济产能;常规岩芯油气储层孔隙度、渗透率较高,孔喉以微米级为主,甚至可见厘米级溶孔、溶洞,储集物性较好,油气开采以常规方式为主。时域核磁共振非常规岩芯静态测量参数
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