常規(guī)巖芯油氣多為遠源浮力聚集,水動力效應明顯,油氣水分布相對簡單。在常規(guī)巖芯油氣儲層中,微米級及其以上級別孔喉是主要的儲集空間,遵循達西滲流規(guī)律。烴源巖生烴增壓產(chǎn)生的異常高壓促使油氣發(fā)生初次運移,二次運移主要依靠流體勢推動,在圈閉中的油氣聚集主要依靠浮力。在浮力驅動油氣聚集的情況下,常規(guī)巖芯油氣區(qū)存在明確的油氣水邊界。 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。自由流體模型或Coates模型可應用于含水和/或碳氫化合物的地層。無損傷非常規(guī)巖芯表面弛豫
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.無損傷非常規(guī)巖芯表面弛豫科研人員深入研究非常規(guī)巖芯,探索非常規(guī)油氣資源的分布規(guī)律。
非常規(guī)巖芯油氣資源的儲集載體一般發(fā)育在水下沉積環(huán)境中,其中致密油主要分布在大型坳陷湖盆長軸三角洲前緣的致密細砂巖、粉細砂巖和灘壩砂巖、云質 砂巖中。灘壩和前緣席狀砂圍繞湖岸線形成連片儲集體,與烴源巖緊密接觸,是致密油氣富集的有利相帶。頁巖油賦存的富有機質頁巖發(fā)育在半深湖斜坡到深湖相環(huán)境。與粗粒沉積體系不同,泥頁巖沉積是物理沉積與化學沉積的結合。古氣候、湖盆生產(chǎn)力、水文環(huán)境鹽度、生物群落和有機質保存等條件決定了頁巖中有機質的豐度和類型,進而影響非常規(guī)巖芯油氣的形成聚集。
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、納米驅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)外有關致密油與頁巖油研究進展,筆者認為二者在地質、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異,應定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 致密油是指儲集在覆壓基質滲 透率小于或等于 0. 1×10 -3μm2( 空氣滲透率小于 1× 10 -3μm2) 的致密砂巖、致密碳酸鹽巖等儲集層中的 石油。單井一般無自然產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低于工業(yè) 油流下限,但在一定經(jīng)濟條件和技術措施下可獲得工業(yè)石油產(chǎn)量。如酸化壓裂、多級壓裂、水平井、多分支井等措施,這是目前全球非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的亮點領域,非常規(guī)巖芯研究為優(yōu)化鉆探工藝和開發(fā)技術提供科學依據(jù)。
致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領域,通過解剖國內(nèi)外致密油實例,可歸納出以下地質特征: 發(fā)育微 納米 級 孔 喉 系 統(tǒng)???喉 半 徑 小,主 體 直 徑 40 ~ 900 nm,孔隙結構復雜,喉道小,致密砂巖油儲集層 泥質含量高,水敏、酸敏、速敏嚴重,因而開采過程 易受傷害,損失產(chǎn)量可達 30% ~ 50% 。 致密油 層非均質性嚴重。由于沉積環(huán)境不穩(wěn)定,致密砂層 厚度和層間滲透率變化大,有的砂巖泥質含量高, 地層水電阻率低,油水層評價困難較大。由于孔喉 結構復雜,吼道小,毛細管壓力高,原始含水飽和度 較高( 一般 30% ~ 40% ,個別達 60% ) ,原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅硬致密,但存在不同程度裂縫,一般受區(qū)域性地 應力控制,具有一定方向性,對油田開發(fā)效果影響 較大,裂縫既是油氣聚集的通道,也是注水竄流的條件,且人工裂縫多與天然裂縫方向一致。低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面,如孔隙結構、潤濕性、氣水相互作用。無損傷非常規(guī)巖芯表面弛豫
低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面,如偽毛細管壓力曲線轉換、殘余油分布。無損傷非常規(guī)巖芯表面弛豫
聚合物驅油: 除聚合物( polymer) 外,表面活性劑( surfactant)以及堿劑( alkali) 也是化學驅方法中常用的驅替劑,在注水時加入三者復合體系的驅油方法稱為三元復合驅( ASP flooding) .將三者聯(lián)合起來使用,具有協(xié)同增強的效應,是一種較新的技術方法.表面活性劑能夠大幅度降低油-水間的界面張力,提高毛細管數(shù).堿劑在注入地層后,能與原油中的有機酸發(fā)生化學反應,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,進一步降低界面張力.同時,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、改變巖石潤濕性等也是三元復合驅提高原油采油率的機理.無損傷非常規(guī)巖芯表面弛豫