小核磁非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)

基于致密油與頁(yè)巖油儲(chǔ)集層物性差、粒度細(xì)、非均質(zhì)性強(qiáng)，油氣源儲(chǔ)一體或近源聚集等特殊地質(zhì)特征，致密油/頁(yè)巖油在沉積環(huán)境與分布模式、儲(chǔ)集層特征與成因機(jī)理、油氣聚集規(guī)律、地質(zhì)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)與地球物理響應(yīng)等多方面遇到極大挑戰(zhàn)，成為制約中國(guó)致密油與頁(yè)巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁(yè)巖油儲(chǔ)集層均具有物性差，滲透率多小于1 mD，發(fā)育微-納米級(jí)孔喉系統(tǒng)，成巖作用與非均質(zhì)性強(qiáng)等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁(yè)巖等致密儲(chǔ)集層成因機(jī)制與儲(chǔ)集能力研究成為致密油與頁(yè)巖油的重要問題。細(xì)粒頁(yè)巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀結(jié)構(gòu)等儲(chǔ)集層基本特征成為儲(chǔ)集層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，精細(xì)表征微-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。常規(guī)巖芯儲(chǔ)層：指用傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、可以直接進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開采的油氣資源。小核磁非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)

納米流體驅(qū)油 納米流體是指以一定的方式和比例在基液中加入納米顆粒( 尺寸一般為1～100 nm)制備成的均勻、穩(wěn)定的流體．納米顆粒尺寸小、比表面積大，加入不同的納米顆?？梢灾频貌煌{米流體，具有不同的特殊性質(zhì)．利用這些特殊性質(zhì)提高采收率近些年成為研究的熱點(diǎn)，其中涉及的微納米力學(xué)問題是解釋納米流體提高采收率機(jī)理的關(guān)鍵問題． 納米流體驅(qū)油中影響采油效率的因素有很多，如油滴的尺寸，納米顆粒的濃度、尺寸、所帶電荷、表面潤(rùn)濕性等．為研究這些因素的影響，學(xué)者們展開了一系列的理論、實(shí)驗(yàn)、模擬工作． 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，形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。無損傷非常規(guī)巖芯可動(dòng)與不可動(dòng)固體有機(jī)質(zhì)含量核磁共振技術(shù)在20世紀(jì)60年代引起石油工業(yè)的興趣，研究結(jié)果顯示核磁共振技術(shù)具有良好的滲透率相關(guān)性。

聚合物驅(qū)油： 聚合物溶液與盲端中的油不僅會(huì)產(chǎn)生切應(yīng)力，還會(huì)在聚合物長(zhǎng)鏈分子的作用下產(chǎn)生法向應(yīng)力．由于法向應(yīng)力的作用，聚合物溶液對(duì)油滴產(chǎn)生了更大的拉力，從而更有利于將油滴從側(cè)面盲端中“拉”出來．聚合物溶液的粘彈性越大，對(duì)油滴的拉拽效果越好，越有利于提高驅(qū)替效率。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用水、甘油、粘彈性HPAM 溶液分別作為驅(qū)替劑進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)時(shí)，HPAM 驅(qū)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(dòng)時(shí)，不僅能夠像非彈性流體一樣“推”著前面的油，還能“拉”著側(cè)面和后面的 油．這是由于聚合物分子為長(zhǎng)鏈高分子，長(zhǎng)鏈與長(zhǎng)鏈之間相互纏繞、相互制約．運(yùn)動(dòng)時(shí)，聚合物長(zhǎng)鏈分子就會(huì)產(chǎn)生拉伸，帶動(dòng)周圍的分子一起運(yùn)動(dòng)，從而能夠拉拽盲端中的殘余油，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人工合成聚合物( HPAM，PAM) 的驅(qū)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．

非常規(guī)巖芯油氣主要包括致密油（頁(yè)巖油）、油砂油、致密氣、頁(yè)巖氣、煤層氣和天然氣水合物等。非常規(guī)巖芯油氣資源的有效開發(fā)改變了全球油氣供給格局。非常規(guī)巖芯天然氣已經(jīng)成為全球天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的主力，非常規(guī)巖芯油已經(jīng)成為全球原油產(chǎn)量的重要組成2020 年全球非常規(guī)巖芯油產(chǎn)量 5.4×108t，約占原油總產(chǎn)量的 13%。其中，致密油與頁(yè)巖油產(chǎn)量 3.8×108t，油砂油產(chǎn)量 1.6×108t。2020 年全球非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量超過 1.1×1012m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 29%。其中，頁(yè)巖氣產(chǎn)量7700×108m3，致密氣產(chǎn)量3020×108m3，煤層氣產(chǎn)量50×108m3。針對(duì)非常規(guī)巖芯油氣復(fù)雜地質(zhì)特征，中國(guó)油氣企業(yè)探索形成了系列特色理論技術(shù)，有效推動(dòng)了致密氣、煤層氣和頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)，成為中國(guó)天然氣產(chǎn)量的重要組成，致密油與頁(yè)巖油等勘探評(píng)價(jià)在多盆地取得重要發(fā)現(xiàn)，成為未來國(guó)內(nèi)原油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。2020 年，我國(guó)非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量 732×108m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 38%。其中，致密氣產(chǎn)量 465×108m3，頁(yè)巖氣產(chǎn)量 200×108m3，煤層氣產(chǎn)量 67×108m3。粘土結(jié)合水、毛細(xì)管結(jié)合水和可動(dòng)水具有不同的孔隙大小和位置。

低熟頁(yè)巖油與中高熟頁(yè)巖油的差異 低熟頁(yè)巖油發(fā)育在富含油型有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖中，有機(jī)質(zhì)低熟或未熟，尚未大量轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴。其形成需要相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境和水體環(huán)境、溫暖的氣候條件和適宜的水介質(zhì)條件。此類頁(yè)巖沉積期的區(qū)域構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，沉積位置多為盆地頁(yè)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(dòng)物繁盛，有機(jī)質(zhì)來源充足，為富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；沉積期水體較深，水動(dòng)力較弱，易形成還原環(huán)境使有機(jī)質(zhì)不易被分解，利于有機(jī)質(zhì)保存。富有機(jī)質(zhì)頁(yè)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(jī)質(zhì)演化程度較低，未規(guī)模轉(zhuǎn)化為石油烴類，形成低熟頁(yè)巖油光學(xué)顯微鏡檢測(cè)技術(shù)可探測(cè)微米孔隙。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響

達(dá)西進(jìn)行了水通過飽和砂的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了滲流量Q與滲流長(zhǎng)度L成反比。小核磁非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)

頁(yè)巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖地層微納米級(jí)儲(chǔ)集空間中的石油，富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖既是生油巖，又是儲(chǔ)集巖，具有6大地質(zhì)特征： 地層壓力高且油質(zhì)輕，易于流動(dòng)和開采。頁(yè)巖油富集區(qū)位于已大規(guī)模生油的成熟富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖地層中，一般地層能量較高，壓力系數(shù)可達(dá) 1. 2～2.0，也有少數(shù)低壓，如鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組壓力系數(shù)為0.7～0.9。一般油質(zhì)較輕，原油密度多為0.70～0.85 g /cm3，黏度多為0.7～20mPa·s，氣油比高，在納米級(jí)孔喉儲(chǔ)集系統(tǒng)中，更易于流動(dòng)和開采。大面積連續(xù)分布，資源潛力大。頁(yè)巖油分布不受構(gòu)造控制，無明顯圈閉界限，含油范圍受生油窗富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖分布控制，大面積連續(xù)分布于盆地坳陷或斜坡區(qū)。頁(yè)巖生成的石油較多滯留于頁(yè)巖中，一般占總生油量的 20%～50% ，資源潛力大。北美海相頁(yè)巖分布面積大、厚度穩(wěn)定、有機(jī)質(zhì)豐度高、成熟度較高，有利于形成輕質(zhì)和凝析頁(yè)巖油。小核磁非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)

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