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時域核磁共振非常規(guī)巖芯分析設(shè)備

來源: 發(fā)布時間:2023-08-25

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機質(zhì)泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油,富有機質(zhì)泥頁巖既是生油巖,又是儲集巖,具有6大地質(zhì)特征: 發(fā)育微納米級孔與裂縫系統(tǒng)。頁巖油儲集層中常常發(fā)育納米級孔喉系統(tǒng),一般孔徑大小為50~300nm 的孔隙構(gòu)成主要的儲集空間,局部發(fā)育微米級孔隙。孔隙類型包括粒間孔、粒內(nèi)孔、有機質(zhì)孔、晶間孔等。其次,微裂縫在頁巖油儲集層中也非常發(fā)育,類型多樣,以未充填的水平層理縫為主,次為干縮縫,近斷裂帶處發(fā)育有直立或斜交的構(gòu)造縫。與頁巖氣儲集層相比,頁巖油儲集層熱演化程度較低、埋深較淺,儲集空間較大。部分泥頁巖中黏土礦物呈片狀結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)等多種微觀結(jié)構(gòu)類型,頁巖油多賦存于礦物微觀結(jié)構(gòu)或與其平行的微裂縫。 儲集層脆性指數(shù)較高,宜于壓裂改造。脆性礦物含量是影響頁巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低,石英、長石、方解石等脆性礦物含量越高,巖石脆性越強,在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂縫,利于頁巖油開采。中國湖相富有機質(zhì)頁巖脆性礦物含量總體比較高,可達40%以上。非常規(guī)巖芯儲層:指用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟開采。時域核磁共振非常規(guī)巖芯分析設(shè)備

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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(zhì)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(qū)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(qū)替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅(qū)替CH4,并分析了注入速率對驅(qū)替效果的影響,結(jié)果表明驅(qū)替氣體注入速率越高,驅(qū)替效果越好.分別對CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進行了實驗研究,結(jié)果表明雖然CO2開始驅(qū)替所需的初始濃度較高,但是在驅(qū)替過程中效率高于N2.并且,兩種氣體極終驅(qū)替量都在吸附甲烷氣體的90%以上.利用分子動力學(xué)模擬也得到了相似結(jié)果,并揭示了CO2和 N2不同的驅(qū)替機制: CO2與壁面吸附力高于CH4,驅(qū)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(dǎo)致局部壓力降低,從而促進CH4解吸附.通過分子動力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過程,發(fā)現(xiàn)驅(qū)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(qū)替效率極高.低場核磁共振非常規(guī)巖芯檢測設(shè)備常規(guī)巖芯儲層孔隙度大于 10%;孔喉直徑大于1μm 或空氣滲透率大于1mD。

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頁巖油和致密油聚集機理的重要是“致密化減孔聚集”或稱為“致密化成藏”,頁巖系統(tǒng)依靠壓實、成巖等使孔隙減小,實現(xiàn)自身封閉聚集油氣,揭示兩者聚集機理,直接決定各自地質(zhì)特征和分布規(guī)律。 “原位滯留聚集”或“原位成藏”是頁巖油聚集機理,包括泥頁巖中烴類釋放和烴類排出兩個過程,液態(tài)烴釋放受干酪根物理性質(zhì)、熱成熟度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等控制,液態(tài)烴排出受巖性組合、有效運移通道、壓力分布及微裂縫發(fā)育程度等控制,流體壓力、有機質(zhì)孔和微裂縫的發(fā)育和耦合關(guān)系,決定著頁巖油的動態(tài)集聚與資源規(guī)模。

常規(guī)巖芯油氣是以圈閉和油氣藏為研究對象,圈閉是重要,學(xué)科基礎(chǔ)是浮力圈閉成藏理論。傳統(tǒng)石油地質(zhì)研究強調(diào)從烴源巖到圈閉的油氣運移,尋找有效聚油圈閉是油氣勘探的重要。圈閉是油氣聚集的基本單元,生、儲、蓋、圈、運、保六要素是評價圈閉有效性的關(guān)鍵,即油氣生成、運移、聚集和保存等多種地質(zhì)條件的時空配置,是常規(guī)巖芯油氣勘探實踐的重要內(nèi)容。按照圈閉定型時間與大規(guī)模油氣排聚時間的匹配關(guān)系,可分為早圈閉型、同步圈閉型和晚圈閉型3種類型。只有那些在油氣區(qū)域性運移以前或同時形成的圈閉,即早圈閉型與同步圈閉型對油氣的聚集才有效。油氣地質(zhì)研究的目標(biāo)是有利圈閉、確定有效聚油氣圈閉,關(guān)鍵是編制出“兩圖一表”,即圈閉頂面構(gòu)造圖、油氣藏剖面圖和圈閉要素表。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。

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采用強化采油(EOR)可以提高宏觀和(或) 微觀采油效率,進而提高整體的采收率.常規(guī)的強化采油(EOR)方法主要有化學(xué)驅(qū)、氣體混相驅(qū)、熱力采油等.其中,化學(xué)驅(qū)包含聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、堿驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等.此外,近些年納米流體驅(qū)也成為研究熱點。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達西滲流特征,存在啟動壓力梯度;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,啟動壓力梯度越大,非達西現(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機制。油的核磁共振特性變化很大,很大程度上取決于油的粘度。一站式核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理

毛細管孔隙:流體在外力作用下可自由流動(一般砂巖)。時域核磁共振非常規(guī)巖芯分析設(shè)備

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