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高精度核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-01-10

石油開(kāi)采一般分為三個(gè)階段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也稱(chēng)為強(qiáng)化采油) .其中,一次采油只利用油藏的天然能量,石油采收率很低; 二次采油通過(guò)注水、注氣的方法維持地層能量,采收率雖較一次采油有提高,但仍處于較低水平,油藏中還存在大量原油; 三次采油,又稱(chēng)為強(qiáng)化采油 ( enhanced oilrecovery,EOR),是在二次采油后,向油藏中注入特殊的流體,通過(guò)物理、化學(xué)、熱量、生物等方法改變油藏巖石及流體性質(zhì),從而進(jìn)一步提高采收率的方法.低場(chǎng)核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)研究的各個(gè)方面,如流體可視化研究、高溫高壓驅(qū)替等等。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響

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石油勘探開(kāi)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(lái),中國(guó)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(yè)巖氣、頁(yè)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(kāi)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(guò)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響滲透率的核磁共振估計(jì)是基于理論模型,表明滲透率隨孔隙度和孔徑的增加而增加。

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聚合物驅(qū)油: 除聚合物( polymer) 外,表面活性劑( surfactant)以及堿劑( alkali) 也是化學(xué)驅(qū)方法中常用的驅(qū)替劑,在注水時(shí)加入三者復(fù)合體系的驅(qū)油方法稱(chēng)為三元復(fù)合驅(qū)( ASP flooding) .將三者聯(lián)合起來(lái)使用,具有協(xié)同增強(qiáng)的效應(yīng),是一種較新的技術(shù)方法.表面活性劑能夠大幅度降低油-水間的界面張力,提高毛細(xì)管數(shù).堿劑在注入地層后,能與原油中的有機(jī)酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成表面活性劑石油酸皂.石油酸皂能與注入的表面活性劑產(chǎn)生協(xié)同作用,進(jìn)一步降低界面張力.同時(shí),堿劑還能夠降低聚合物和表面活性劑的吸附損失.除此以外,乳化、帶油、泡沫滯留、改變巖石潤(rùn)濕性等也是三元復(fù)合驅(qū)提高原油采油率的機(jī)理.

非常規(guī)巖芯油氣聚集過(guò)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(guò)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(guò)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(shì),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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。表面弛豫發(fā)生在流固界面,即巖石的顆粒表面。

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納米流體驅(qū)油; 傳統(tǒng)的常規(guī)強(qiáng)化采油(EOR)方法雖然能夠提高采收率,但提高幅度有限,一些大型油田的原油地質(zhì)儲(chǔ)量(OOIP)仍有50%以上未被開(kāi)采出,人們急需一種突破常規(guī)的方法來(lái)大幅提高采收率.納米技術(shù)作為一種新興的油氣開(kāi)采技術(shù),已經(jīng)在提高傳感器靈敏度、控制失水量、提高固井質(zhì)量、提高井眼穩(wěn)定性等方面有了較為普遍的應(yīng)用.在EOR中運(yùn)用納米技術(shù)來(lái)提高采收率近些年逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),具體方法主要為使用納米流體進(jìn)行驅(qū)油.毛細(xì)管孔隙:流體在外力作用下可自由流動(dòng)(一般砂巖)。高精度非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替的影響

結(jié)合流體的T1和T2時(shí)間都很短,擴(kuò)散速度也很慢(小D),這是由于分子在小孔隙中的運(yùn)動(dòng)受到限制。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)集體物性差,如致密油、致密氣、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣和煤層氣儲(chǔ)層主體孔隙度小于 10%,地下滲透率小于 0.1mD,一般無(wú)自然工業(yè)產(chǎn)能,需要采取某種增產(chǎn)措施和特殊的鉆井技術(shù),目前生產(chǎn)實(shí)踐中多采用水平井鉆井技術(shù)和體積壓裂技術(shù),極大限度增大油層接觸面積與油氣流動(dòng)通道。不斷提高非常規(guī)巖芯油氣的采收率,將是技術(shù)攻關(guān)的不變主題,極終實(shí)現(xiàn)納米級(jí)孔喉系統(tǒng)中的油氣極限采出。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(guò)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響