升高温度和降低压力只能在一定程度上促进页岩气的解吸附过程,仍有大量的页岩气存留在页岩有机质表面.另外解吸附过程产生的游离气无法主动运移至井口,实际生产中常常采用注气驱替的方法来提高页岩气产量,CO2和N2在自然界中大量存在,获取成本低,安全稳定,是两种常用的驱替气体。采用CO2和N2以及两者混合物分别驱替CH4,并分析了注入速率对驱替效果的影响,结果表明驱替气体注入速率越高,驱替效果越好.分别对CO2和N2驱替CH4的效率进行了实验研究,结果表明虽然CO2开始驱替所需的初始浓度较高,但是在驱替过程中效率高于N2.并且,两种气体极终驱替量都在吸附甲烷气体的90%以上.利用分子动力学模拟也得到了相似结果,并揭示了CO2和 N2不同的驱替机制: CO2与壁面吸附力高于CH4,驱替过程中CO2会直接取代 CH4的吸附位置; N2虽然与壁面吸附力低于CH4,但是注入N2会导致局部压力降低,从而促进CH4解吸附.通过分子动力学模拟研究了碳纳米管中CO2驱替CH4的过程,发现驱替在CO2分子垂直于壁面时极容易进行,并认为碳纳米管存在一个合适管径使驱替效率极高.科研人员深入研究非常规岩芯,探索非常规油气资源的分布规律。高精度磁共振非常规岩芯表面弛豫
页岩油是指已生成仍滞留于富有机质泥页岩地层微纳米级储集空间中的石油,富有机质泥页岩既是生油岩,又是储集岩,具有6大地质特征: 地层压力高且油质轻,易于流动和开采。页岩油富集区位于已大规模生油的成熟富有机质页岩地层中,一般地层能量较高,压力系数可达 1. 2~2.0,也有少数低压,如鄂尔多斯盆地延长组压力系数为0.7~0.9。一般油质较轻,原油密度多为0.70~0.85 g /cm3,黏度多为0.7~20mPa·s,气油比高,在纳米级孔喉储集系统中,更易于流动和开采。大面积连续分布,资源潜力大。页岩油分布不受构造控制,无明显圈闭界限,含油范围受生油窗富有机质页岩分布控制,大面积连续分布于盆地坳陷或斜坡区。页岩生成的石油较多滞留于页岩中,一般占总生油量的 20%~50% ,资源潜力大。北美海相页岩分布面积大、厚度稳定、有机质丰度高、成熟度较高,有利于形成轻质和凝析页岩油。高精度磁共振非常规岩芯表面弛豫光学显微镜检测技术可探测微米孔隙。
非常规岩芯油气储层孔隙类型多样,既有粒间溶蚀微孔、粒间原生微孔、粒内原生微孔,也存在有机质微孔与晶间微孔、微裂缝等多种类型;孔喉大小以纳米级为主,但也存在微米级、毫米级微孔或微裂缝,中国海相页岩气储层孔径为 5~200nm,致密砂岩油储层孔径为 50~900nm,致密石灰岩油储层孔径为40~500nm,页岩油储层孔径为 30~400nm,不同尺度孔喉大小构成了毫米—微米—纳米多级别微孔—微裂缝系统。 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。
随着世界油气工业勘探开发领域从常规岩芯油气向非常规岩芯油气延伸,非常规岩芯油气的勘探和研究日益受到重视。非常规岩芯油气与常规岩芯油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、“甜点区”评价、技术攻关、开发方式与开采模式等 8 个方面有本质区别。非常规岩芯油气与常规岩芯油气地质学的理论基础,分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规岩芯油气有两个关键标志:一是油气大面积连续分布,圈闭界限不明显,二是无自然工业稳定产量,达西渗流不明显;两个关键参数为:一是孔隙度小于 10%,二是孔喉直径小于 1μm 或空气渗透率小于 1mD。连通孔隙度:岩石中相互连通的孔隙体积Vc与岩石总体积Vb之比。
常规岩芯油气是指用传统技术可以获得自然工业产量、可以直接进行经济开采的油气资源。常规岩芯油气分布受明确的圈闭界限控制,有自然工业稳定产量,浮力作用明显。常规岩芯油气储层孔隙度大于 10%,孔喉直径大于 1μm 或空气渗透率大于 1mD。常规岩芯油气按圈闭类型,可以分为构造、岩性、地层等油气藏类型。 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。低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面,如孔隙度、孔径分布、核磁渗透率。高精度磁共振非常规岩芯产品介绍
T1用CPMG序列测定孔隙流体的横向弛豫时间。高精度磁共振非常规岩芯表面弛豫
聚合物驱油: 除聚合物( polymer) 外,表面活性剂( surfactant)以及碱剂( alkali) 也是化学驱方法中常用的驱替剂,在注水时加入三者复合体系的驱油方法称为三元复合驱( ASP flooding) .将三者联合起来使用,具有协同增强的效应,是一种较新的技术方法.表面活性剂能够大幅度降低油-水间的界面张力,提高毛细管数.碱剂在注入地层后,能与原油中的有机酸发生化学反应,生成表面活性剂石油酸皂.石油酸皂能与注入的表面活性剂产生协同作用,进一步降低界面张力.同时,碱剂还能够降低聚合物和表面活性剂的吸附损失.除此以外,乳化、带油、泡沫滞留、改变岩石润湿性等也是三元复合驱提高原油采油率的机理.高精度磁共振非常规岩芯表面弛豫
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