非常規(guī)巖芯油氣突破了儲層物性下限與傳統(tǒng)圈閉找油理念,針對大面積展布的非常規(guī)巖芯儲集體,關鍵在于大規(guī)模納米級孔喉致密儲層背景與油氣生成、排聚過程的時空匹配。重點研究烴源巖和儲集體評價條件、油氣充注下限及有效性、運移和滲流機理、重要區(qū)評價指標等,油氣運移為初次運移或短距離二次運移,生烴增壓和毛細管壓力差是油氣運移和聚集的主要動力,通常遵循非達西滲流定律油氣地質(zhì)研究的目標是重要區(qū)、確定富集甜點區(qū),關鍵是編制出“三圖一表”,即成熟烴源巖厚度平面分布圖、儲層厚度平面分布圖、儲層頂面構造圖和甜點區(qū)評價表。小角中子散射和超小角中子散射技術:不能精確表征頁巖多尺度全孔徑范圍內(nèi)的微觀孔隙結(jié)構。MAGMED系列非常規(guī)巖芯系統(tǒng)
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: 地層壓力高且油質(zhì)輕,易于流動和開采。頁巖油富集區(qū)位于已大規(guī)模生油的成熟富有機質(zhì)頁巖地層中,一般地層能量較高,壓力系數(shù)可達 1. 2~2.0,也有少數(shù)低壓,如鄂爾多斯盆地延長組壓力系數(shù)為0.7~0.9。一般油質(zhì)較輕,原油密度多為0.70~0.85 g /cm3,黏度多為0.7~20mPa·s,氣油比高,在納米級孔喉儲集系統(tǒng)中,更易于流動和開采。大面積連續(xù)分布,資源潛力大。頁巖油分布不受構造控制,無明顯圈閉界限,含油范圍受生油窗富有機質(zhì)頁巖分布控制,大面積連續(xù)分布于盆地坳陷或斜坡區(qū)。頁巖生成的石油較多滯留于頁巖中,一般占總生油量的 20%~50% ,資源潛力大。北美海相頁巖分布面積大、厚度穩(wěn)定、有機質(zhì)豐度高、成熟度較高,有利于形成輕質(zhì)和凝析頁巖油。MAG-MED非常規(guī)巖芯產(chǎn)油和產(chǎn)氣過程的實時模擬分析自旋回波序列的衰減是流體中氫的數(shù)量和分布的函數(shù)。
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(nèi)外致密油實例,可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育微 納米 級 孔 喉 系 統(tǒng)。孔 喉 半 徑 小,主 體 直 徑 40 ~ 900 nm,孔隙結(jié)構復雜,喉道小,致密砂巖油儲集層 泥質(zhì)含量高,水敏、酸敏、速敏嚴重,因而開采過程 易受傷害,損失產(chǎn)量可達 30% ~ 50% 。 致密油 層非均質(zhì)性嚴重。由于沉積環(huán)境不穩(wěn)定,致密砂層 厚度和層間滲透率變化大,有的砂巖泥質(zhì)含量高, 地層水電阻率低,油水層評價困難較大。由于孔喉 結(jié)構復雜,吼道小,毛細管壓力高,原始含水飽和度 較高( 一般 30% ~ 40% ,個別達 60% ) ,原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅硬致密,但存在不同程度裂縫,一般受區(qū)域性地 應力控制,具有一定方向性,對油田開發(fā)效果影響 較大,裂縫既是油氣聚集的通道,也是注水竄流的條件,且人工裂縫多與天然裂縫方向一致。
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)絡結(jié)構等控制,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)育和耦合關系,決定著頁巖油的動態(tài)集聚與資源規(guī)模。從原子的角度來看,當一個進動的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時,弛豫就發(fā)生了。
致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限,無自然工業(yè)產(chǎn)能,需要采用直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅(qū)、納米驅(qū)油劑等方式進行開發(fā),形成“人造滲透率”,持續(xù)獲得產(chǎn)能,屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內(nèi)外有關致密油與頁巖油研究進展,筆者認為二者在地質(zhì)、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異,應定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 頁巖油是指成熟或低熟烴源巖已生成并滯留在頁巖地層中的石油聚集,頁巖既是生油巖,又是儲集巖,石油基本未運移( 圖 1) ,屬原地滯留油氣資源,是未來非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的潛在領域。碳氫化合物,如天然氣、輕質(zhì)油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。MAGMED系列非常規(guī)巖芯系統(tǒng)
常規(guī)巖芯儲層:指用傳統(tǒng)技術可以獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、可以直接進行經(jīng)濟開采的油氣資源。MAGMED系列非常規(guī)巖芯系統(tǒng)
基于致密油與頁巖油儲集層物性差、粒度細、非均質(zhì)性強,油氣源儲一體或近源聚集等特殊地質(zhì)特征,致密油/頁巖油在沉積環(huán)境與分布模式、儲集層特征與成因機理、油氣聚集規(guī)律、地質(zhì)評價預測與地球物理響應等多方面遇到極大挑戰(zhàn),成為制約中國致密油與頁巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁巖油儲集層均具有物性差,滲透率多小于1 mD,發(fā)育微-納米級孔喉系統(tǒng),成巖作用與非均質(zhì)性強等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁巖等致密儲集層成因機制與儲集能力研究成為致密油與頁巖油的重要問題。細粒頁巖、粉砂巖以及混積巖石學與微觀結(jié)構等儲集層基本特征成為儲集層儲集性能評價的基礎,精細表征微-納米孔喉微觀結(jié)構成為致密儲集層評價的難點。MAGMED系列非常規(guī)巖芯系統(tǒng)