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.较轻的油具有高度的扩散,具有较长的T1和T2时间,并且通常表现为单指数衰减。非常规岩芯表面弛豫
常规岩芯油气主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元,二级构造单元控制油气分布。油气聚集于构造高点,平面上呈孤立的单体式分布;或聚集于岩性圈闭、地层圈闭中,平面上呈较大规模的集群式分布。常规岩芯油气勘探,关键是寻找有效聚油圈闭,重要工作是预探获取发现,评价确定圈闭边界。第一步,进行圈闭识别、圈闭和圈闭精细描述,落实有利钻探目标;第二步,选择极有利目标、很合适钻探位置进行预探,力求获得油气发现;第三步,开展评价钻探,落实油气水界面,确定含油气范围与储量规模。MAG-MED非常规岩芯非常规岩芯油气储层总体致密是其与常规岩芯油气储层的极大区别。
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。
评价“甜点区”也是非常规岩芯油气勘探研究的重要,贯穿整个勘探开发过程。非常规岩芯油气甜点包括“地质甜点、工程甜点、经济甜点”。非常规岩芯油气富集“甜点区”评价有8个指标,其中3个主控因素及关键指标是:TOC大于2%(其中页岩油S1>2mg/g)、孔隙度较高(致密油气 >10%,页岩油气 >3%)和微裂缝发育。地质甜点着眼于烃源岩、储层、超压与裂缝等综合评价,工程甜点着眼于埋深、岩石可压性、应力各向异性等综合评价,经济甜点着眼于资源规模、埋深、地面条件等评价。如当前非常规岩芯致密油、致密气、页岩油和页岩气的“甜点区”评价,主要着眼于有利的烃源层、储层、超压、裂缝、局部构造等地质甜点要素评价,以及压力系数、脆性、应力各向异性等工程甜点要素评价。低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面,如束缚流体与可动流体识别、油气水识别。
致密油成为全球非常规岩芯石油勘探开发的亮点领域,通过解剖国内外致密油实例,可归纳出以下地质特征: 发育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉积作用影响,一般沉积物粒度细,泥质含量高,分选差,以原生孔为主,大多埋深较浅,未经历强烈的成岩作用改造,岩石脆性低,裂缝不发育,孔隙度较高,而渗透率较低,多数为中高孔低渗型。次生致密油一般受多种成岩作用改造,储集层原属常规储集层,但由于压实、胶结等成岩作用,远远降低了孔隙度和渗透率,原生孔隙残留较少,形成致密储集层。 单井产量一般较低。油层受岩性控制,水动力联系差,边底水驱动不明显,自然能量补给差,产量递减快、生产周期长,稳产靠井间接替,多数靠弹性和溶解气驱采油,油层产能递减快,一次采收率低( 8% ~ 12% ) ,采用注水、注气保持能量后,或重复压裂,二次采收率可提高到 25% ~ 30% 。与自由弛豫一样,物理性质如粘度和分子组成控制着扩散系数。同样,环境条件、温度和压力都会影响扩散。MAG-MED非常规岩芯
核磁共振技术在20世纪60年代引起石油工业的兴趣,研究结果显示核磁共振技术具有良好的渗透率相关性。非常规岩芯表面弛豫
非常规岩芯油气资源的储集载体一般发育在水下沉积环境中,其中致密油主要分布在大型坳陷湖盆长轴三角洲前缘的致密细砂岩、粉细砂岩和滩坝砂岩、云质 砂岩中。滩坝和前缘席状砂围绕湖岸线形成连片储集体,与烃源岩紧密接触,是致密油气富集的有利相带。页岩油赋存的富有机质页岩发育在半深湖斜坡到深湖相环境。与粗粒沉积体系不同,泥页岩沉积是物理沉积与化学沉积的结合。古气候、湖盆生产力、水文环境盐度、生物群落和有机质保存等条件决定了页岩中有机质的丰度和类型,进而影响非常规岩芯油气的形成聚集。非常规岩芯表面弛豫