引入并發(fā)展連續(xù)型油氣聚集理論,提出連續(xù)型油氣聚集具有 10 項(xiàng)重要特征 ;通過(guò)納米 CT、場(chǎng)發(fā)射等先進(jìn)手段,發(fā)現(xiàn)了致密油、致密氣、頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣等非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層中納米孔喉系統(tǒng) ;研究了不同類型非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層地質(zhì)特征、油氣形成與分布規(guī)律、“甜點(diǎn)區(qū)”主要控制因素;提出含油氣單元內(nèi)常規(guī)與非常規(guī)巖芯油氣形成常規(guī)—非常規(guī)巖芯油氣“有序聚集”體系。賈承造等評(píng)價(jià)出不同類型非常規(guī)巖芯油氣資源潛力,明確提出中國(guó)不同類型非常規(guī)巖芯油氣發(fā)展戰(zhàn)略,提出了非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的 4 項(xiàng)重要理論問(wèn)題 ?!胺浅R?guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)”的發(fā)展,不僅在于解決人類社會(huì)發(fā)展的能源需求,更重要的是培育非常規(guī)巖芯思維、非常規(guī)巖芯創(chuàng)新,使人類認(rèn)識(shí)世界有非常規(guī)巖芯思想、改造世界有非常規(guī)巖芯方法、推動(dòng)世界有非常規(guī)巖芯人才,形成“非常規(guī)巖芯哲學(xué)”重要理論基礎(chǔ)。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)研究的各個(gè)方面,如孔隙結(jié)構(gòu)、潤(rùn)濕性、氣水相互作用。氫核磁共振非常規(guī)巖芯表面弛豫
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(wèn)題是解釋納米流體提高采收率機(jī)理的關(guān)鍵問(wèn)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(kāi)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(guò)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)與自由弛豫一樣,物理性質(zhì)如粘度和分子組成控制著擴(kuò)散系數(shù)。同樣,環(huán)境條件、溫度和壓力都會(huì)影響擴(kuò)散。
非常規(guī)巖芯油氣主要分布于前陸盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等負(fù)向構(gòu)造單元中,油氣分布多數(shù)游離于二級(jí)構(gòu)造單元高部位以外,主體是位于盆地中心及斜坡,呈大面積連續(xù)型或準(zhǔn)連續(xù)型分布。非常規(guī)巖芯油氣勘探,關(guān)鍵是尋找大面積層狀儲(chǔ)集體,重要工作是突破“甜點(diǎn)區(qū)”,確定甜點(diǎn)區(qū)的富有機(jī)質(zhì)烴源巖、有利儲(chǔ)集體、高含油氣飽和度、易于流動(dòng)的流體、異常超壓、發(fā)育裂縫、適中的埋藏深度等主要控制因素,確立連續(xù)型油氣區(qū)邊界與空間展布。第一步,按照重要區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)出重要區(qū),結(jié)合儲(chǔ)層、局部構(gòu)造、斷裂與微裂縫發(fā)育狀況,篩選出“甜點(diǎn)區(qū)”;第二步,在“甜點(diǎn)區(qū) ”進(jìn)行開(kāi)采試驗(yàn),力爭(zhēng)取得工業(yè)生產(chǎn)突破,同時(shí)探索適合該區(qū)的技術(shù)路線;第三步,外甩擴(kuò)大評(píng)價(jià)范圍,探索連續(xù)型含油氣邊界,確定油氣資源潛力。
作為一種清潔能源,頁(yè)巖氣因其儲(chǔ)量豐富、分布廣,引起了人們的極大關(guān)注.頁(yè)巖氣所貯存的頁(yè)巖層由大量微納米孔隙構(gòu)成 ,整體上表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率.對(duì)北美多個(gè)地區(qū)頁(yè)巖樣品進(jìn)行分析,認(rèn)為頁(yè)巖孔隙度極低(<5%),滲透率在10-9~10-3μm2之間。觀察了頁(yè)巖中復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu),認(rèn)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(jī)質(zhì)孔隙.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出頁(yè)巖孔隙直徑在2~20 nm 之間,有機(jī)質(zhì)作為干酪根的主要成分,其含量達(dá)到 40%~50%.因此頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)需要解決諸多微納米力學(xué)問(wèn)題: ①頁(yè)巖氣在微納米孔隙中的貯存機(jī)制; ②頁(yè)巖氣注氣驅(qū)替的相關(guān)機(jī)制; ③頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中從微納米孔隙極終運(yùn)移到井筒的多尺度運(yùn)移機(jī)制 .孔隙大小、滲透率、碳?xì)浠衔镄再|(zhì)、空泡、裂縫和顆粒大小,通常也可以通過(guò)弛豫時(shí)間NMR數(shù)據(jù)提取。
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(kāi)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(kāi)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(wú)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。非常規(guī)巖芯的分析有助于評(píng)估油氣儲(chǔ)層的性能和開(kāi)發(fā)潛力。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)
非常規(guī)巖芯研究為優(yōu)化鉆探工藝和開(kāi)發(fā)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。氫核磁共振非常規(guī)巖芯表面弛豫
常規(guī)巖芯油氣多為遠(yuǎn)源浮力聚集,水動(dòng)力效應(yīng)明顯,油氣水分布相對(duì)簡(jiǎn)單。在常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層中,微米級(jí)及其以上級(jí)別孔喉是主要的儲(chǔ)集空間,遵循達(dá)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(yùn)移,二次運(yùn)移主要依靠流體勢(shì)推動(dòng),在圈閉中的油氣聚集主要依靠浮力。在浮力驅(qū)動(dòng)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(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(guò)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。氫核磁共振非常規(guī)巖芯表面弛豫