常规岩芯油气是以圈闭和油气藏为研究对象,圈闭是重要,学科基础是浮力圈闭成藏理论。传统石油地质研究强调从烃源岩到圈闭的油气运移,寻找有效聚油圈闭是油气勘探的重要。圈闭是油气聚集的基本单元,生、储、盖、圈、运、保六要素是评价圈闭有效性的关键,即油气生成、运移、聚集和保存等多种地质条件的时空配置,是常规岩芯油气勘探实践的重要内容。按照圈闭定型时间与大规模油气排聚时间的匹配关系,可分为早圈闭型、同步圈闭型和晚圈闭型3种类型。只有那些在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭,即早圈闭型与同步圈闭型对油气的聚集才有效。油气地质研究的目标是有利圈闭、确定有效聚油气圈闭,关键是编制出“两图一表”,即圈闭顶面构造图、油气藏剖面图和圈闭要素表。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。氢核磁核磁共振非常规岩芯系统介绍
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。氢核磁核磁共振非常规岩芯系统介绍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。
非常规岩芯油气需建立技术与产量等“学习型曲线”,为新区或新层系勘探开发提供极优路线图。一般初始产量较高,但递减很快,后期递减速度较慢,稳产期很长。例如,美国已投入开发的页岩气井,一般初始产量较高但递减很快,首年往往递减 60%~70%,经 5~6 年后递减速度减慢,一般只有 2%~3%,开采寿命可达 30~50 年,甚至更长。独特的开采特征,决定了非常规岩芯油气开采追求累计产量,实现了全生命周期的经济效益极大化。生产区油气产量的稳定或增长,只能通过井间接替来实现。常规岩芯油气开采追求在较长时间内实现高产和稳产,为此开发模式选择需遵循如下原则:一是极充分地利用天然资源,保证获得较高的油气采收率;二是在尽可能高的产量水平上,油气田稳产时间长;三是具有极高的经济效益。选准合适时机,采取合理注气或注水方式,不断推动油气流向井筒,既提高了油气采收率,又延长了油气井生产寿命。
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: 发育微纳米级孔与裂缝系统。页岩油储集层中常常发育纳米级孔喉系统,一般孔径大小为50~300nm 的孔隙构成主要的储集空间,局部发育微米级孔隙。孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、晶间孔等。其次,微裂缝在页岩油储集层中也非常发育,类型多样,以未充填的水平层理缝为主,次为干缩缝,近断裂带处发育有直立或斜交的构造缝。与页岩气储集层相比,页岩油储集层热演化程度较低、埋深较浅,储集空间较大。部分泥页岩中黏土矿物呈片状结构、有机质纹层结构等多种微观结构类型,页岩油多赋存于矿物微观结构或与其平行的微裂缝。 储集层脆性指数较高,宜于压裂改造。脆性矿物含量是影响页岩微裂缝发育程度、含油性、压裂改造方式的重要因素。页岩中高岭石、蒙脱石、水云母等黏土矿物含量越低,石英、长石、方解石等脆性矿物含量越高,岩石脆性越强,在外力作用下越易形成天然裂缝和诱导裂缝,利于页岩油开采。中国湖相富有机质页岩脆性矿物含量总体比较高,可达40%以上。碳氢化合物,如天然气、轻质油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。
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。有效(含烃)孔隙度:岩石中含烃类体积Ve与岩石总体积Vb之比。氢核磁核磁共振非常规岩芯系统介绍
自由弛豫是流体的固有弛豫特性。它是由流体的物理性质控制的,如粘度和化学成分。氢核磁核磁共振非常规岩芯系统介绍
致密油与页岩油均无明显圈闭界限,无自然工业产能,需要采用直井缝网压裂、水平井体积压裂、空气与CO2 等气驱、纳米驱油剂等方式进行开发,形成“人造渗透率”,持续获得产能,属典型“人造油气藏”。) 。通过整理国内外有关致密油与页岩油研究进展,笔者认为二者在地质、开发、工程等方面均存在明显差异,应定义为 2 种不同类型的非常规岩芯油气资源。 页岩油是指成熟或低熟烃源岩已生成并滞留在页岩地层中的石油聚集,页岩既是生油岩,又是储集岩,石油基本未运移( 图 1) ,属原地滞留油气资源,是未来非常规岩芯石油发展的潜在领域。氢核磁核磁共振非常规岩芯系统介绍