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: 源储一体,滞留聚集。页岩油也是典型的源储一体、滞留聚集、连续分布的石油聚集。与页岩气不同,页岩油主要形成在有机质演化的液态烃生成阶段。在富有机质泥页岩持续生油阶段,石油在泥页岩储集层中滞留聚集,呈现干酪根内分子吸附相、亲油颗粒表面分子吸附相和亲油孔隙网络游离相 3 种类型,具有滞留聚集特点。只有在泥页岩储集层自身饱和后才向外溢散或运移。因此,处在液态烃生成阶段的富有机质泥页岩均可能聚集页岩油。 较高成熟度富有机质页岩,含油性较好。富有机质页岩主要发育在半深湖-深湖相沉积环境,常分布于极大湖泛面附近的高位体系域下部和湖侵体系域。富含有机质是泥页岩富含油气的基础,当有机质开始大量生油后,才会富集有规模的页岩油。高产富集页岩油一般 TOC>2% ,有利页岩油成熟度 Ro 为 0. 7% ~ 2. 0% ,形成轻质油和凝析油,有利于开采。碳氢化合物,如天然气、轻质油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。MAGMED系列非常规岩芯检测系统
非常规岩芯油气聚集过程中,呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度。以四川盆地侏罗系致密油为例,在运聚渗流实验的流速范围内,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,渗流曲线主要受岩心渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度 越大,非达西现象越明显。运移过程中依次经历拟线性流、非线性流和滞流 3 个阶段。由于生烃增压产生的压力梯度由源向储呈现递减趋势,因此 3 个阶段的石油运移速度和含油饱和度都将逐级降低(图 6)。致密储层非达西渗流机制决定了油驱水阻力大、含油饱和度低的特点,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。MAGMED系列非常规岩芯检测系统表面弛豫发生在流固界面,即岩石的颗粒表面。
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% 。
常规岩芯油气是以圈闭和油气藏为研究对象,圈闭是重要,学科基础是浮力圈闭成藏理论。传统石油地质研究强调从烃源岩到圈闭的油气运移,寻找有效聚油圈闭是油气勘探的重要。圈闭是油气聚集的基本单元,生、储、盖、圈、运、保六要素是评价圈闭有效性的关键,即油气生成、运移、聚集和保存等多种地质条件的时空配置,是常规岩芯油气勘探实践的重要内容。按照圈闭定型时间与大规模油气排聚时间的匹配关系,可分为早圈闭型、同步圈闭型和晚圈闭型3种类型。只有那些在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭,即早圈闭型与同步圈闭型对油气的聚集才有效。油气地质研究的目标是有利圈闭、确定有效聚油气圈闭,关键是编制出“两图一表”,即圈闭顶面构造图、油气藏剖面图和圈闭要素表。科学家们正在对这些非常规岩芯进行细致的分析和研究。
非常规岩芯油气具有两个关键参数:一是孔隙度小于 10%,二是孔喉直径小于1μm 或空气渗透率小于1mD;而常规岩芯油气孔隙度范围多处于 10%~30%,渗透率多大于 1mD。常规岩芯油气与非常规岩芯油气的本质区别,具体表现为两类油气资源在地质特征、研究方法、技术攻关、勘探方法、“甜点区”评价、开发方式与开采模式等方面存在明显区别。 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。微孔隙中的流体表现出快速的T,当TE=0.5 ms时可以观察到,但当TE=1.2 ms时不能观察到。MAGMED系列非常规岩芯检测系统
通过先进的技术手段,我们能获取到更多关于非常规岩芯的信息。MAGMED系列非常规岩芯检测系统
非常规岩芯油气储层孔隙类型多样,既有粒间溶蚀微孔、粒间原生微孔、粒内原生微孔,也存在有机质微孔与晶间微孔、微裂缝等多种类型;孔喉大小以纳米级为主,但也存在微米级、毫米级微孔或微裂缝,中国海相页岩气储层孔径为 5~200nm,致密砂岩油储层孔径为 50~900nm,致密石灰岩油储层孔径为40~500nm,页岩油储层孔径为 30~400nm,不同尺度孔喉大小构成了毫米—微米—纳米多级别微孔—微裂缝系统。 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。MAGMED系列非常规岩芯检测系统