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。非常规岩芯的分析有助于评估油气储层的性能和开发潜力。TD-NMR非常规岩芯弛豫信号
非常规岩芯油气资源储量丰富,开发前景广阔,其开采过程涉及一系列微纳米力学问题.聚合物、纳米流体驱油技术能够提高石油采收率,它们的微观驱替机理引起了人们的关注.页岩气以吸附和游离态贮存于页岩微纳米孔隙中,在注入气的驱替下,可以流入宏观裂缝. 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。TD-NMR非常规岩芯弛豫信号达西定律:描述饱和土中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律,又称线性渗流定律。
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.
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。通过先进的技术手段,我们能获取到更多关于非常规岩芯的信息。
致密油是一种非常规岩芯石油资源,产层为具极低渗透率的页岩、粉砂岩、砂岩或碳酸盐岩等致密储集层,具有与富有机质源岩紧密接触,原油油质轻的基本地质特征。在开采方面,也需要利用水平钻井、分级压裂等页岩气开采的特殊方式。在地质特征、甜点区、资源潜力等方面,致密油与页岩油均存在差异。 致密油聚集机理则为“近源阻流聚集”或“近源成藏”,区域盖层或致密化减孔,致使油气遇阻,不能运移进入更远圈闭。形成包括烃类初次运移和烃类聚集两个过程,烃类初次运移受源储压差、供烃界面窗口、孔喉结构等控制,近源烃类聚集主要受长期供烃指向、优势运移孔喉系统、规模储集空间等时空匹配控制。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。高精度核磁共振非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
从原子的角度来看,当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时,弛豫就发生了。TD-NMR非常规岩芯弛豫信号
作为一种清洁能源,页岩气因其储量丰富、分布广,引起了人们的极大关注.页岩气所贮存的页岩层由大量微纳米孔隙构成 ,整体上表现为低孔隙度、低渗透率.对北美多个地区页岩样品进行分析,认为页岩孔隙度极低(<5%),渗透率在10-9~10-3μm2之间。观察了页岩中复杂的孔隙结构,认为主要存在三种孔隙类型:直径在5~1000nm 之间的层状碳酸盐孔隙、直径在50~1000nm 之间的溶解碳酸盐孔隙和直径在 10~100 nm 之间的有机质孔隙.通过实验得出页岩孔隙直径在2~20 nm 之间,有机质作为干酪根的主要成分,其含量达到 40%~50%.因此页岩气开发需要解决诸多微纳米力学问题: ①页岩气在微纳米孔隙中的贮存机制; ②页岩气注气驱替的相关机制; ③页岩气开采过程中从微纳米孔隙极终运移到井筒的多尺度运移机制 .TD-NMR非常规岩芯弛豫信号
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