石油勘探开发从常规岩芯油气延伸到非常规岩芯油气领域,非常规岩芯油气地质研究日益受到重视。20 世纪 90 年代以来,中国出现深盆气、根源气 、深盆油 、向斜油 、非稳态成藏、致密油、致密气 、页岩气、页岩油、源岩油气等概念。油气地质基础研究呈现出由常规岩芯油气向非常规岩芯油气发展的新趋向,非常规岩芯油气地质学是非常规岩芯油气资源勘探开发实践的产物,是石油与天然气地质学的一个重要分支学科,也是推动非常规岩芯油气工业实现跨越式发展的理论基础。 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。对非常规岩芯的深入探索有助于发现新的能源资源。MAGMED系列非常规岩芯孔隙度检测

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。麦格瑞非常规岩芯静态测量参数达西进行了水通过饱和砂的实验研究,发现了渗流量Q与上下游水头差和垂直于水流方向的截面积A成正比。

聚合物驱油 为验证聚合物的粘弹性对驱油效率的影响,各国学者进行了一系列的实验.实验均发现,聚合物溶液的粘弹性越强,驱油效果越好.高粘弹性聚合物驱的采油率甚至是常规聚合物驱采油率的两倍.一些数值模拟研究结果也得出相似的结论,即聚合物溶液的粘弹性是影响微观驱替效率的重要因素.用UCM ( upper-convected Maxwell) 方程描述流体的粘弹性,使用有限体积法研究了粘弹性聚合物溶液流经变截面孔道时的性质.模拟结果表明,流体的弹性越大,流速越大,越有利于驱替出角落处的残余油.
非常规岩芯油气主要分布于前陆盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等负向构造单元中,油气分布多数游离于二级构造单元高部位以外,主体是位于盆地中心及斜坡,呈大面积连续型或准连续型分布。非常规岩芯油气勘探,关键是寻找大面积层状储集体,重要工作是突破“甜点区”,确定甜点区的富有机质烃源岩、有利储集体、高含油气饱和度、易于流动的流体、异常超压、发育裂缝、适中的埋藏深度等主要控制因素,确立连续型油气区边界与空间展布。第一步,按照重要区评价标准,评价出重要区,结合储层、局部构造、断裂与微裂缝发育状况,筛选出“甜点区”;第二步,在“甜点区 ”进行开采试验,力争取得工业生产突破,同时探索适合该区的技术路线;第三步,外甩扩大评价范围,探索连续型含油气边界,确定油气资源潜力。非常规岩芯研究为优化钻探工艺和开发技术提供科学依据。

常规岩芯油气资源主要分布在冲积扇、扇三角洲、河流以及正常三角洲等粗粒沉积体系中;非常规岩芯油气资源赋存在大型湖盆的细粒三角洲前缘、三角洲和湖相泥页岩等细粒沉积体系。中国中、新生代陆相含油气盆地中油气田分布规律表明,一个含油气盆地中极大的碎屑岩主力油田总是形成于盆地内极大的河流—三角洲 ( 或冲积扇—扇三角洲 ) 体系中。冲积扇由于其近源快速堆积,搬运和沉积的间歇性很大,沉积物以粗而分选差为其主要特点。河流发育在长期构造沉降、气候潮湿的地区。河道砂体平面上呈很长的条带状,多个成因单元垂向叠置或侧向连接成大面积连通的砂体。三角洲砂体往往发育在大型平缓的地台背景,多期分流河道垂向叠加,横向连片形成大型复合三角洲砂体。三角洲砂体与深湖相烃源岩呈指状交互,具有良好的成藏背景。非常规岩芯的分析有助于评估油气储层的性能和开发潜力。高精度TD-NMR非常规岩芯自由弛豫
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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。MAGMED系列非常规岩芯孔隙度检测