小核磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

纳米流体驱油； 传统的常规强化采油（EOR)方法虽然能够提高采收率，但提高幅度有限，一些大型油田的原油地质储量(OOIP)仍有50%以上未被开采出，人们急需一种突破常规的方法来大幅提高采收率．纳米技术作为一种新兴的油气开采技术，已经在提高传感器灵敏度、控制失水量、提高固井质量、提高井眼稳定性等方面有了较为普遍的应用．在EOＲ中运用纳米技术来提高采收率近些年逐渐成为人们关注的焦点，具体方法主要为使用纳米流体进行驱油．T2用CPMG序列测定孔隙流体的横向弛豫时间。小核磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

非常规岩芯油气资源并没有明确的定义，一般指用传统技术无法获得的、与常规岩芯油气资源储存地点、开采方法等不同的油气资源，可分为非常规岩芯石油资源和非常规岩芯天然气资源．前者主要指重油、页岩油、油砂等，后者主要指页岩气、煤层气、致密气等．非常规岩芯油气资源储量大，但储层地质结构复杂，传统开采技术并不能完全适用．非常规岩芯油气开采涉及一系列微纳米力学问题，这些问题的研究对改进开采技术，进一步开发非常规岩芯油气资源具有重要的意义． 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。小核磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析流动孔隙度：流体能在其内自由流动的孔隙体积Vff与岩石总体积Vb之比。

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： 地层压力高且油质轻，易于流动和开采。页岩油富集区位于已大规模生油的成熟富有机质页岩地层中，一般地层能量较高，压力系数可达 1. 2～2.0，也有少数低压，如鄂尔多斯盆地延长组压力系数为0.7～0.9。一般油质较轻，原油密度多为0.70～0.85 g /cm3，黏度多为0.7～20mPa·s，气油比高，在纳米级孔喉储集系统中，更易于流动和开采。大面积连续分布，资源潜力大。页岩油分布不受构造控制，无明显圈闭界限，含油范围受生油窗富有机质页岩分布控制，大面积连续分布于盆地坳陷或斜坡区。页岩生成的石油较多滞留于页岩中，一般占总生油量的 20%～50% ，资源潜力大。北美海相页岩分布面积大、厚度稳定、有机质丰度高、成熟度较高，有利于形成轻质和凝析页岩油。

非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层在储集性能、孔隙结构、储层评价标准与方法、储层中油气赋存状态等多个方面均存在较大差异 。整体而言，非常规岩芯油气储层以纳米、微米孔喉为主，微观孔喉结构复杂，决定了其低孔低渗的储集特征，控制了油气聚集机制、富集规律等基本地质特征，油气开发需要借助水平井分段压裂、体积压裂等特殊方法才能获取有效经济产能；常规岩芯油气储层孔隙度、渗透率较高，孔喉以微米级为主，甚至可见厘米级溶孔、溶洞，储集物性较好，油气开采以常规方式为主。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。

非常规岩芯油气为源内或近源非浮力聚集，水动力效应不明显，油气水分布复杂。在致密油储层中，纳米级孔喉是主要的储集空间，烃源岩生烃增压产生的异 常高压促使油气在源内滞留或短距离运移聚集，或经初次运移，注入致密储层形成致密油气。在这种非浮力聚集的情况下，致密油气区不存在明确的油气水边界，这一规律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所证实。对于致密储层，烃源岩生烃模拟实验及岩石物性测试表明，生烃增压和毛细管压力差是致密油运聚的主要动力，浮力难以发生作用。常规岩芯储层：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。小核磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

非常规岩芯的特性使其成为地质勘探中备受关注的对象。小核磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

升高温度和降低压力只能在一定程度上促进页岩气的解吸附过程，仍有大量的页岩气存留在页岩有机质表面．另外解吸附过程产生的游离气无法主动运移至井口，实际生产中常常采用注气驱替的方法来提高页岩气产量，CO2和N2在自然界中大量存在，获取成本低，安全稳定，是两种常用的驱替气体。采用CO2和N2以及两者混合物分别驱替CH4，并分析了注入速率对驱替效果的影响，结果表明驱替气体注入速率越高，驱替效果越好．分别对CO2和N2驱替CH4的效率进行了实验研究，结果表明虽然CO2开始驱替所需的初始浓度较高，但是在驱替过程中效率高于N2．并且，两种气体极终驱替量都在吸附甲烷气体的90%以上．利用分子动力学模拟也得到了相似结果，并揭示了CO2和 N2不同的驱替机制: CO2与壁面吸附力高于CH4，驱替过程中CO2会直接取代 CH4的吸附位置; N2虽然与壁面吸附力低于CH4，但是注入N2会导致局部压力降低，从而促进CH4解吸附．通过分子动力学模拟研究了碳纳米管中CO2驱替CH4的过程，发现驱替在CO2分子垂直于壁面时极容易进行，并认为碳纳米管存在一个合适管径使驱替效率极高．小核磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析