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MAGMED系列非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-08-23

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層的差異決定了儲(chǔ)層中油氣賦存狀態(tài)、運(yùn)移方式、流動(dòng)機(jī)理以及含油氣性等多個(gè)方面,但歸根到底,儲(chǔ)層致密、孔喉小、微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜是非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層的本質(zhì)差異 。 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,形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。當(dāng)潤濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時(shí),T1和T2都急劇減小,并且弛豫機(jī)制不同于固體或流體中的質(zhì)子。MAGMED系列非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

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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。時(shí)域磁共振非常規(guī)巖芯靜態(tài)測量參數(shù)與自由弛豫一樣,物理性質(zhì)如粘度和分子組成控制著擴(kuò)散系數(shù)。同樣,環(huán)境條件、溫度和壓力都會(huì)影響擴(kuò)散。

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非常規(guī)巖芯油氣聚集過程中,呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征,存在啟動(dòng)壓力梯度。以四川盆地侏羅系致密油為例,在運(yùn)聚滲流實(shí)驗(yàn)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(dòng)壓力梯度 越大,非達(dá)西現(xiàn)象越明顯。運(yùn)移過程中依次經(jīng)歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個(gè)階段。由于生烴增壓產(chǎn)生的壓力梯度由源向儲(chǔ)呈現(xiàn)遞減趨勢,因此 3 個(gè)階段的石油運(yùn)移速度和含油飽和度都將逐級(jí)降低(圖 6)。致密儲(chǔ)層非達(dá)西滲流機(jī)制決定了油驅(qū)水阻力大、含油飽和度低的特點(diǎn),需要人工壓裂注氣液,增加驅(qū)替力,形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。

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(lǐng)域,非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)研究日益受到重視。20 世紀(jì) 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(zhì)基礎(chǔ)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(zhì)學(xué)是非常規(guī)巖芯油氣資源勘探開發(fā)實(shí)踐的產(chǎn)物,是石油與天然氣地質(zhì)學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科,也是推動(dòng)非常規(guī)巖芯油氣工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的理論基礎(chǔ)。 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,形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。流動(dòng)孔隙度:流體能在其內(nèi)自由流動(dòng)的孔隙體積Vff與巖石總體積Vb之比。

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致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域,通過解剖國內(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)。從原子的角度來看,當(dāng)一個(gè)進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時(shí),弛豫就發(fā)生了。磁共振非常規(guī)巖芯有效孔隙度檢測

T1用CPMG序列測定孔隙流體的橫向弛豫時(shí)間。MAGMED系列非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

頁巖油和致密油聚集機(jī)理的重要是“致密化減孔聚集”或稱為“致密化成藏”,頁巖系統(tǒng)依靠壓實(shí)、成巖等使孔隙減小,實(shí)現(xiàn)自身封閉聚集油氣,揭示兩者聚集機(jī)理,直接決定各自地質(zhì)特征和分布規(guī)律。 “原位滯留聚集”或“原位成藏”是頁巖油聚集機(jī)理,包括泥頁巖中烴類釋放和烴類排出兩個(gè)過程,液態(tài)烴釋放受干酪根物理性質(zhì)、熱成熟度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等控制,液態(tài)烴排出受巖性組合、有效運(yùn)移通道、壓力分布及微裂縫發(fā)育程度等控制,流體壓力、有機(jī)質(zhì)孔和微裂縫的發(fā)育和耦合關(guān)系,決定著頁巖油的動(dòng)態(tài)集聚與資源規(guī)模。MAGMED系列非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

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