無損傷非常規(guī)巖芯

低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異 低熟頁巖油發(fā)育在富含油型有機質的頁巖中，有機質低熟或未熟，尚未大量轉化為液態(tài)烴。其形成需要相對穩(wěn)定的構造環(huán)境和水體環(huán)境、溫暖的氣候條件和適宜的水介質條件。此類頁巖沉積期的區(qū)域構造相對穩(wěn)定，沉積位置多為盆地頁巖沉積層系邊緣區(qū)；沉積期的氣候溫暖，藻類及菌類繁盛或無脊椎動物繁盛，有機質來源充足，為富有機質頁巖的形成提供了物質基礎；沉積期水體較深，水動力較弱，易形成還原環(huán)境使有機質不易被分解，利于有機質保存。富有機質頁巖形成后，受埋藏深度、低地溫梯度等影響，經(jīng)歷淺成巖作用或短暫成巖作用后經(jīng)歷抬升剝蝕，造成有機質演化程度較低，未規(guī)模轉化為石油烴類，形成低熟頁巖油達西定律：描述飽和土中水的滲流速度與水力坡降之間的線性關系的規(guī)律，又稱線性滲流定律。無損傷非常規(guī)巖芯

作為一種清潔能源，頁巖氣因其儲量豐富、分布廣，引起了人們的極大關注．頁巖氣所貯存的頁巖層由大量微納米孔隙構成 ，整體上表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率．對北美多個地區(qū)頁巖樣品進行分析，認為頁巖孔隙度極低(＜5%)，滲透率在10－9～10－3μm2之間。觀察了頁巖中復雜的孔隙結構，認為主要存在三種孔隙類型:直徑在5～1000nm 之間的層狀碳酸鹽孔隙、直徑在50～1000nm 之間的溶解碳酸鹽孔隙和直徑在 10～100 nm 之間的有機質孔隙．通過實驗得出頁巖孔隙直徑在2～20 nm 之間，有機質作為干酪根的主要成分，其含量達到 40%～50%．因此頁巖氣開發(fā)需要解決諸多微納米力學問題: ①頁巖氣在微納米孔隙中的貯存機制; ②頁巖氣注氣驅替的相關機制; ③頁巖氣開采過程中從微納米孔隙極終運移到井筒的多尺度運移機制 ．高精度核磁共振非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)自由弛豫影響T1和T2；表面弛豫影響T1和T2；擴散弛豫影響T2；這三個過程是同時發(fā)生。

非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質學的理論基礎，分別是連續(xù)型油氣聚集理論和浮力圈閉成藏理論。非常規(guī)巖芯油氣有兩個關鍵標志：一是油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯，二是無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達西滲流不明顯；兩個關鍵參數(shù)為：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直徑小于1μm 或空氣滲透率小于1mD。而常規(guī)巖芯油氣，在上述標志和參數(shù)方面表現(xiàn)明顯不同，孔隙度多介于10%～30%，滲透率多大于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣評價重點是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應力各向異性“六特性”及匹配關系，常規(guī)巖芯油氣評價重點是生、儲、蓋、圈、運、保“六要素”匹配關系。非常規(guī)巖芯油氣富集“甜點區(qū)”有 8 項評價標準，其中 3 項關鍵指標是 TOC 大于 2%、孔隙度較高（致密油氣>10%，頁巖油氣>3%）和微裂縫發(fā)育；常規(guī)巖芯油氣重要評價成藏要素及其時空匹配，重點評價高質量烴源灶、有利儲集體、圈閉規(guī)模及有效的輸導體系等。

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進頁巖氣的解吸附過程，仍有大量的頁巖氣存留在頁巖有機質表面．另外解吸附過程產(chǎn)生的游離氣無法主動運移至井口，實際生產(chǎn)中常常采用注氣驅替的方法來提高頁巖氣產(chǎn)量，CO2和N2在自然界中大量存在，獲取成本低，安全穩(wěn)定，是兩種常用的驅替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅替CH4，并分析了注入速率對驅替效果的影響，結果表明驅替氣體注入速率越高，驅替效果越好．分別對CO2和N2驅替CH4的效率進行了實驗研究，結果表明雖然CO2開始驅替所需的初始濃度較高，但是在驅替過程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動力學模擬也得到了相似結果，并揭示了CO2和 N2不同的驅替機制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅替過程中CO2會直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4，但是注入N2會導致局部壓力降低，從而促進CH4解吸附．通過分子動力學模擬研究了碳納米管中CO2驅替CH4的過程，發(fā)現(xiàn)驅替在CO2分子垂直于壁面時極容易進行，并認為碳納米管存在一個合適管徑使驅替效率極高．測井作為評價已鉆探地層的經(jīng)濟方法，在測定孔隙度和流體飽和度方面已經(jīng)取得了進步。

非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層在儲集性能、孔隙結構、儲層評價標準與方法、儲層中油氣賦存狀態(tài)等多個方面均存在較大差異 。整體而言，非常規(guī)巖芯油氣儲層以納米、微米孔喉為主，微觀孔喉結構復雜，決定了其低孔低滲的儲集特征，控制了油氣聚集機制、富集規(guī)律等基本地質特征，油氣開發(fā)需要借助水平井分段壓裂、體積壓裂等特殊方法才能獲取有效經(jīng)濟產(chǎn)能；常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙度、滲透率較高，孔喉以微米級為主，甚至可見厘米級溶孔、溶洞，儲集物性較好，油氣開采以常規(guī)方式為主。結合流體的T1和T2時間都很短，擴散速度也很慢(小D)，這是由于分子在小孔隙中的運動受到限制。時域磁共振非常規(guī)巖芯油水氣飽和度檢測

當潤濕流體填充多孔介質(如巖石)時，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機制不同于固體或流體中的質子。無損傷非常規(guī)巖芯

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: 致密碳酸鹽巖、致密砂巖為2類主要儲集層。儲集層物性差，基質滲透率低，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)致密油源儲共生。圈閉界限不明顯，高質量生油巖區(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)。無損傷非常規(guī)巖芯

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