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.达西定律:描述饱和土中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律,又称线性渗流定律。高精度NMR非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
非常规岩芯油气主要分布于前陆盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等负向构造单元中,油气分布多数游离于二级构造单元高部位以外,主体是位于盆地中心及斜坡,呈大面积连续型或准连续型分布。非常规岩芯油气勘探,关键是寻找大面积层状储集体,重要工作是突破“甜点区”,确定甜点区的富有机质烃源岩、有利储集体、高含油气饱和度、易于流动的流体、异常超压、发育裂缝、适中的埋藏深度等主要控制因素,确立连续型油气区边界与空间展布。第一步,按照重要区评价标准,评价出重要区,结合储层、局部构造、断裂与微裂缝发育状况,筛选出“甜点区”;第二步,在“甜点区 ”进行开采试验,力争取得工业生产突破,同时探索适合该区的技术路线;第三步,外甩扩大评价范围,探索连续型含油气边界,确定油气资源潜力。高精度非常规岩芯静态测量参数非常规岩芯揭示地下奥秘,为油气勘探开发提供重要线索。
聚合物驱油: 除聚合物( polymer) 外,表面活性剂( surfactant)以及碱剂( alkali) 也是化学驱方法中常用的驱替剂,在注水时加入三者复合体系的驱油方法称为三元复合驱( ASP flooding) .将三者联合起来使用,具有协同增强的效应,是一种较新的技术方法.表面活性剂能够大幅度降低油-水间的界面张力,提高毛细管数.碱剂在注入地层后,能与原油中的有机酸发生化学反应,生成表面活性剂石油酸皂.石油酸皂能与注入的表面活性剂产生协同作用,进一步降低界面张力.同时,碱剂还能够降低聚合物和表面活性剂的吸附损失.除此以外,乳化、带油、泡沫滞留、改变岩石润湿性等也是三元复合驱提高原油采油率的机理.
非常规岩芯油气储集体物性差,如致密油、致密气、页岩油、页岩气和煤层气储层主体孔隙度小于 10%,地下渗透率小于 0.1mD,一般无自然工业产能,需要采取某种增产措施和特殊的钻井技术,目前生产实践中多采用水平井钻井技术和体积压裂技术,极大限度增大油层接触面积与油气流动通道。不断提高非常规岩芯油气的采收率,将是技术攻关的不变主题,极终实现纳米级孔喉系统中的油气极限采出。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。表面弛豫发生在流固界面,即岩石的颗粒表面。
聚合物驱油 为验证聚合物的粘弹性对驱油效率的影响,各国学者进行了一系列的实验.实验均发现,聚合物溶液的粘弹性越强,驱油效果越好.高粘弹性聚合物驱的采油率甚至是常规聚合物驱采油率的两倍.一些数值模拟研究结果也得出相似的结论,即聚合物溶液的粘弹性是影响微观驱替效率的重要因素.用UCM ( upper-convected Maxwell) 方程描述流体的粘弹性,使用有限体积法研究了粘弹性聚合物溶液流经变截面孔道时的性质.模拟结果表明,流体的弹性越大,流速越大,越有利于驱替出角落处的残余油.有效(含烃)孔隙度:岩石中含烃类体积Ve与岩石总体积Vb之比。高精度NMR非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
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。高精度NMR非常规岩芯液体驱替对岩芯影响
随着世界油气工业勘探开发领域从常规岩芯油气向非常规岩芯油气延伸,非常规岩芯油气的勘探和研究日益受到重视。非常规岩芯油气与常规岩芯油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、“甜点区”评价、技术攻关、开发方式与开采模式等 8 个方面有本质区别。非常规岩芯油气与常规岩芯油气地质学的理论基础,分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规岩芯油气有两个关键标志:一是油气大面积连续分布,圈闭界限不明显,二是无自然工业稳定产量,达西渗流不明显;两个关键参数为: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。高精度NMR非常规岩芯液体驱替对岩芯影响