致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領域,通過解剖國內外致密油實例,可歸納出以下地質特征: 發(fā)育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉積作用影響,一般沉積物粒度細,泥質含量高,分選差,以原生孔為主,大多埋深較淺,未經歷強烈的成巖作用改造,巖石脆性低,裂縫不發(fā)育,孔隙度較高,而滲透率較低,多數為中高孔低滲型。次生致密油一般受多種成巖作用改造,儲集層原屬常規(guī)儲集層,但由于壓實、膠結等成巖作用,遠遠降低了孔隙度和滲透率,原生孔隙殘留較少,形成致密儲集層。 單井產量一般較低。油層受巖性控制,水動力聯系差,邊底水驅動不明顯,自然能量補給差,產量遞減快、生產周期長,穩(wěn)產靠井間接替,多數靠彈性和溶解氣驅采油,油層產能遞減快,一次采收率低( 8% ~ 12% ) ,采用注水、注氣保持能量后,或重復壓裂,二次采收率可提高到 25% ~ 30% 。低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面,如束縛流體與可動流體識別、油氣水識別。NMR非常規(guī)巖芯弛豫信號
石油勘探開發(fā)從常規(guī)巖芯油氣延伸到非常規(guī)巖芯油氣領域,非常規(guī)巖芯油氣地質研究日益受到重視。20 世紀 90 年代以來,中國出現深盆氣、根源氣 、深盆油 、向斜油 、非穩(wěn)態(tài)成藏、致密油、致密氣 、頁巖氣、頁巖油、源巖油氣等概念。油氣地質基礎研究呈現出由常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣發(fā)展的新趨向,非常規(guī)巖芯油氣地質學是非常規(guī)巖芯油氣資源勘探開發(fā)實踐的產物,是石油與天然氣地質學的一個重要分支學科,也是推動非常規(guī)巖芯油氣工業(yè)實現跨越式發(fā)展的理論基礎。 非常規(guī)巖芯儲層呈現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,非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液,增加驅替力,形成有效開采的流動機制。NMR非常規(guī)巖芯弛豫信號天然氣表現出很長的T1時間,但很短的T2時間和單指數型弛豫衰減。
海相頁巖油與陸相頁巖形成與分布特征: 海相頁巖油形成與分布特征:①海相富有機質頁巖形成于全球主要海侵期。顯生宙以來,受其他天體引力作用、氣候變化、冰川消融,板塊構造運動、海底洋中脊擴張等影響,全球海平面發(fā)生周期性變化,在晚寒武世—早奧陶世、中—晚志留世、早石炭世、中—晚白堊世4次海平面較高的海侵期,對應著細粒沉積旋回,海水倒灌入裂谷坳陷、淹沒古老克拉通,在古陸上形成古海道和峽谷沉積。②頁巖分布在穩(wěn)定克拉通邊緣、前陸等盆地內的細粒沉積中心及其周緣斜坡區(qū),具備穩(wěn)定寬緩的構造背景,有利于富有機質頁巖大范圍分布,且頁巖層系上下往往分布區(qū)域性致密頂底板,容易形成地層超壓。③富有機質層段呈大面積穩(wěn)定分布,有機質普遍以中高成熟度為主,Ro 普遍大于1.0%,有機質類型以Ⅱ型干酪根為主,其次為Ⅰ型干酪根。頁巖層段黏土礦物含量較低,富有機質段與致密層間互,有機質納米孔隙發(fā)育,烴類流體黏度低,普遍具有超壓和高GOR,單層厚度較大且分布穩(wěn)定。
低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異 低熟頁巖油發(fā)育在富含油型有機質的頁巖中,有機質低熟或未熟,尚未大量轉化為液態(tài)烴。其形成需要相對穩(wěn)定的構造環(huán)境和水體環(huán)境、溫暖的氣候條件和適宜的水介質條件。此類頁巖沉積期的區(qū)域構造相對穩(wěn)定,沉積位置多為盆地頁巖沉積層系邊緣區(qū);沉積期的氣候溫暖,藻類及菌類繁盛或無脊椎動物繁盛,有機質來源充足,為富有機質頁巖的形成提供了物質基礎;沉積期水體較深,水動力較弱,易形成還原環(huán)境使有機質不易被分解,利于有機質保存。富有機質頁巖形成后,受埋藏深度、低地溫梯度等影響,經歷淺成巖作用或短暫成巖作用后經歷抬升剝蝕,造成有機質演化程度較低,未規(guī)模轉化為石油烴類,形成低熟頁巖油。有效(含烴)孔隙度:巖石中含烴類體積Ve與巖石總體積Vb之比。
非常規(guī)巖芯油氣主要分布于前陸盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等負向構造單元中,油氣分布多數游離于二級構造單元高部位以外,主體是位于盆地中心及斜坡,呈大面積連續(xù)型或準連續(xù)型分布。非常規(guī)巖芯油氣勘探,關鍵是尋找大面積層狀儲集體,重要工作是突破“甜點區(qū)”,確定甜點區(qū)的富有機質烴源巖、有利儲集體、高含油氣飽和度、易于流動的流體、異常超壓、發(fā)育裂縫、適中的埋藏深度等主要控制因素,確立連續(xù)型油氣區(qū)邊界與空間展布。第一步,按照重要區(qū)評價標準,評價出重要區(qū),結合儲層、局部構造、斷裂與微裂縫發(fā)育狀況,篩選出“甜點區(qū)”;第二步,在“甜點區(qū) ”進行開采試驗,力爭取得工業(yè)生產突破,同時探索適合該區(qū)的技術路線;第三步,外甩擴大評價范圍,探索連續(xù)型含油氣邊界,確定油氣資源潛力。連通孔隙度:巖石中相互連通的孔隙體積Vc與巖石總體積Vb之比。高精度磁共振非常規(guī)巖芯原理
科研人員深入研究非常規(guī)巖芯,探索非常規(guī)油氣資源的分布規(guī)律。NMR非常規(guī)巖芯弛豫信號
隨著世界油氣工業(yè)勘探開發(fā)領域從常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣延伸,非常規(guī)巖芯油氣的勘探和研究日益受到重視。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣在基本概念、學科體系、地質研究、勘探方法、“甜點區(qū)”評價、技術攻關、開發(fā)方式與開采模式等 8 個方面有本質區(qū)別。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質學的理論基礎,分別是連續(xù)型油氣聚集理論和浮力圈閉成藏理論。非常規(guī)巖芯油氣有兩個關鍵標志:一是油氣大面積連續(xù)分布,圈閉界限不明顯,二是無自然工業(yè)穩(wěn)定產量,達西滲流不明顯;兩個關鍵參數為:一是孔隙度小于 10%,二是孔喉直徑小于 1μm 或空氣滲透率小于 1mD。NMR非常規(guī)巖芯弛豫信號