綜合對比非常規巖芯油氣儲層與常規巖芯油氣儲層特征,可歸納以下幾點差異: (1) 非常規巖芯油氣儲層致密,物性較差。非常規巖芯油氣儲層總體致密是其與常規巖芯油氣儲層的極大區別。松遼盆地讓字井區斜坡帶扶余油層泉四段砂巖儲層,孔隙度為1%~19%,平均為10.7%;滲透率為0.001~10mD,平均為0.82mD。常規砂巖儲層滲透率大于1mD,孔隙度達 10%~18%,孔隙類型為顆粒與填隙物溶蝕擴大孔、殘余原生孔,壓汞測試表明喉道直徑為1~10μm,孔喉連通性較好,埋深較淺; (2) 非常規巖芯油氣儲層巖性多樣,有效儲層規模較小。中國非常規巖芯油氣儲層巖性復雜,既有砂巖、石灰巖,也有頁巖、煤以及混積巖類等多種巖石類型。但致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣等主要類型儲層空氣基質滲透率多小于1mD,孔隙度主體小于12%,屬于致密儲層范疇。 (3) 非常規巖芯油氣儲層孔隙微觀結構復雜,孔喉多小于1μm。非常規巖芯油氣砂巖儲層與常規巖芯油氣致密砂巖儲層特征對比表明,非常規巖芯油氣致密砂巖儲層巖石組分中缺少抗壓程度的石英礦物,并多處于中、晚成巖階段,故以次生孔隙為主,喉道呈席狀、彎曲片狀,連通差;孔隙度為3%~10%,滲透率多小于1mD。測井作為評價已鉆探地層的經濟方法,在測定孔隙度和流體飽和度方面已經取得了進步。MAGMED系列非常規巖芯孔隙度檢測
低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異: 中高熟頁巖油主要為已生成的石油烴類,賦存在頁巖的有機孔內或多類成因的微裂縫中。其形成不僅需要有機質富集并成熟轉化為石油烴的區域構造環境、水體環境、溫暖的氣候條件、適宜的水介質條件,還需要頁巖油賦存的孔隙等儲集空間條件。典型的中高熟頁巖油層系沉積模式,盆地中心深水缺氧環境中發育富有機質頁巖層,側向上隨著水深變淺漸變形成泥質粉砂巖、泥質碳酸鹽巖等致密層系,進而變成砂巖、碳酸鹽巖等常規儲集層。受不同地質時期構造、氣候、海平面等環境條件頻繁變化的影響,水體出現深淺變化,在陸架、斜坡等巖相過渡區縱向上發生不同巖體的頻繁交互,頁巖層系與其他層系緊密接觸或互層接觸特征發育。若環境條件變化持續時間較長,水體持續變深或變淺,就形成穩定厚度的富有機質頁巖層系,其他層系直接上覆或下伏于頁巖層系;若環境條件變化持續時間較短,水體深淺波動頻繁,在盆地斜坡區就形成單層厚度幾厘米甚至幾毫米的薄層砂巖/碳酸鹽巖層與頁巖層系夾層或混層,平面上具有大面積、不連續分布的特征。高精度磁共振非常規巖芯自由弛豫較輕的油具有高度的擴散,具有較長的T1和T2時間,并且通常表現為單指數衰減。
非常規巖芯油氣儲集體物性差,如致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣和煤層氣儲層主體孔隙度小于 10%,地下滲透率小于 0.1mD,一般無自然工業產能,需要采取某種增產措施和特殊的鉆井技術,目前生產實踐中多采用水平井鉆井技術和體積壓裂技術,極大限度增大油層接觸面積與油氣流動通道。不斷提高非常規巖芯油氣的采收率,將是技術攻關的不變主題,極終實現納米級孔喉系統中的油氣極限采出。非常規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。
非常規巖芯油氣資源的儲集載體一般發育在水下沉積環境中,其中致密油主要分布在大型坳陷湖盆長軸三角洲前緣的致密細砂巖、粉細砂巖和灘壩砂巖、云質 砂巖中。灘壩和前緣席狀砂圍繞湖岸線形成連片儲集體,與烴源巖緊密接觸,是致密油氣富集的有利相帶。頁巖油賦存的富有機質頁巖發育在半深湖斜坡到深湖相環境。與粗粒沉積體系不同,泥頁巖沉積是物理沉積與化學沉積的結合。古氣候、湖盆生產力、水文環境鹽度、生物群落和有機質保存等條件決定了頁巖中有機質的豐度和類型,進而影響非常規巖芯油氣的形成聚集。核磁共振孔隙度值通常落在共密度值的±1pu內。
致密油成為全球非常規巖芯石油勘探開發的亮點領域,通過解剖國內外致密油實例,可歸納出以下地質特征: 致密碳酸鹽巖、致密砂巖為2類主要儲集層。儲集層物性差,基質滲透率低,空氣滲透率多小于或等于1×10-3μm2,孔隙度小于或等于12% ,受有利沉積相帶控制。 富油氣凹陷內致密油源儲共生。圈閉界限不明顯,高質量生油巖區致密油大面積連續分布,一般TOC≥2%。 油氣以短距離運移為主。持續充注,非浮力聚集,油層壓 力系數變化大、油質輕; 一般生油巖成熟區( 0.6%≤Ro≤1.3% ) 氣油比高,初期易高產。低溫氣體吸附法:低溫液氮吸附法受到測試方法原理限制無法測量孔徑大于 300nm 的孔隙等。高精度核磁共振非常規巖芯弛豫機制
非常規巖芯的特性使其成為地質勘探中備受關注的對象。MAGMED系列非常規巖芯孔隙度檢測
非常規巖芯油氣為源內或近源非浮力聚集,水動力效應不明顯,油氣水分布復雜。在致密油儲層中,納米級孔喉是主要的儲集空間,烴源巖生烴增壓產生的異 常高壓促使油氣在源內滯留或短距離運移聚集,或經初次運移,注入致密儲層形成致密油氣。在這種非浮力聚集的情況下,致密油氣區不存在明確的油氣水邊界,這一規律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所證實。對于致密儲層,烴源巖生烴模擬實驗及巖石物性測試表明,生烴增壓和毛細管壓力差是致密油運聚的主要動力,浮力難以發生作用。MAGMED系列非常規巖芯孔隙度檢測