王大銳 趙 霞
開(kāi)發(fā)致密油, 我們準(zhǔn)備好了嗎?
王大銳 趙 霞
編者按:近年來(lái),致密油已成為繼頁(yè)巖氣之后全球非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)的新熱點(diǎn),被稱為非常規(guī)油氣革命的“生力軍”。2015年5月,一個(gè)激動(dòng)人心的消息從中國(guó)石油傳來(lái):長(zhǎng)慶油田日前在陜北姬塬發(fā)現(xiàn)我國(guó)第一個(gè)億噸級(jí)大型致密油田——新安邊油田,提交致密油探明地質(zhì)儲(chǔ)量1億噸。這個(gè)消息再次將致密油攪動(dòng)成了中國(guó)能源勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。那么,致密油到底是怎么一回事,我國(guó)致密油的大規(guī)模開(kāi)發(fā)還要等多久?有哪些技術(shù)問(wèn)題需要解決?本刊將制作兩期專題帶您一同走近致密油。
“致密油”(tight oil)最早的定義出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代的美國(guó)石油地質(zhì)家學(xué)會(huì)會(huì)刊(AAPG Bulletin)上,隨著人們認(rèn)識(shí)的深入,這個(gè)概念一直在不斷地在修改、完善著。目前,致密油已經(jīng)成為一個(gè)專門術(shù)語(yǔ),代表一種非常規(guī)油氣資源。2011年9月,美國(guó)國(guó)家石油委員會(huì)(NPC)在其發(fā)布的北美地區(qū)油氣資源評(píng)價(jià)中將致密油表述為:“一般來(lái)說(shuō),致密油蘊(yùn)藏在那些埋藏很深、不易開(kāi)采的沉積巖層中,這些巖層具有極低的滲透率”;加拿大非常規(guī)資源協(xié)會(huì)(CSUR)對(duì)致密油定義更廣,明確把在已發(fā)現(xiàn)常規(guī)油田周邊的含油區(qū)因?yàn)閮?chǔ)層致密而未納入常規(guī)油田產(chǎn)區(qū)的區(qū)域歸屬于致密油范疇,稱之為“halo play”(邊緣區(qū)帶),在這些邊緣區(qū)帶,石油通過(guò)應(yīng)用水平井、水壓裂等新技術(shù)得以開(kāi)采。
人們對(duì)致密油的認(rèn)識(shí)是隨著北美地區(qū)頁(yè)巖氣的成功開(kāi)發(fā)和地質(zhì)理論研究的發(fā)展而展開(kāi)并深入的——暗色頁(yè)巖及其共生的致密儲(chǔ)層發(fā)育豐富的微米—納米級(jí)孔隙,可以大量成烴、運(yùn)烴和儲(chǔ)烴,形成自生自儲(chǔ)型油氣富集,致密油就是其中之一。
2000日以來(lái),美國(guó)相繼在威利斯頓盆地泥盆系的Bakken組、德克薩斯州南部的Eagle Ford組、德克薩斯州北部的Fort worth盆地獲得致密油勘探開(kāi)發(fā)的重大突破,2010年美國(guó)致密油產(chǎn)量突破3.0×107t,使美國(guó)持續(xù)24年的石油產(chǎn)量下降的趨勢(shì)首次得以扭轉(zhuǎn),到2014年底,美國(guó)境內(nèi)致密油生產(chǎn)井超過(guò)2000口,平均單井產(chǎn)油12t/ d。預(yù)計(jì)2020年全美致密油的產(chǎn)量將達(dá)到1.5×108t,使美國(guó)原油總產(chǎn)量增加1/3,大大減小了對(duì)外依存度,很大程度上改變了世界能源格局。
在致密油地質(zhì)理論的研究中,致密油的形成與富集機(jī)理備受人們關(guān)注,尤其是大面積分布的微孔隙系統(tǒng)(微米—納米級(jí)孔隙系統(tǒng))中流體滲流規(guī)律、運(yùn)移和富集機(jī)理,是致密油地質(zhì)理論研究的核心。進(jìn)一步研究表明,在微孔隙系統(tǒng)中,相對(duì)于孔隙度和滲透率,孔喉尺寸大小和分布(即孔喉網(wǎng)絡(luò)體系)是決定儲(chǔ)集層儲(chǔ)集能力和滲流能力更直接更有效的參數(shù),而且,不同類型的孔喉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)不同的流體流動(dòng)規(guī)律,它控制著致密油的形成、運(yùn)移和富集,因此,加快致密油微米—納米多尺度孔喉網(wǎng)絡(luò)體系、流體非線性流動(dòng)聚集機(jī)理研究,是目前致密油研究的重中之重,具有重大理論與現(xiàn)實(shí)意義,亟待加強(qiáng)。
作為一類極為重要且潛力巨大的非常規(guī)油氣資源,我國(guó)致密油地質(zhì)理論研究還處于準(zhǔn)備或起步階段,極大地制約了我國(guó)致密油勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程。目前,石油地質(zhì)學(xué)和全球油氣勘探目標(biāo)具有從毫米—微米孔的圈閉油氣領(lǐng)域逐漸向納米孔喉的源儲(chǔ)共生連續(xù)型油氣富集新領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后,物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變,出現(xiàn)特殊性能“納米效應(yīng)”。納米油氣是指用納米技術(shù)研究和開(kāi)采富集在納米級(jí)孔喉儲(chǔ)集系統(tǒng)中的油氣,包括頁(yè)巖油和氣、致密油和氣等,一般儲(chǔ)集層以納米孔喉為主,局部發(fā)育微米毫米級(jí)孔隙。致密砂質(zhì)巖油存在介于400~900nm的納米級(jí)孔隙中。納米油氣的主要特征是:(1)源儲(chǔ)共生,致密儲(chǔ)集層與油氣連續(xù)分布;(2)源內(nèi)滯留或短距離運(yùn)移;(3)以擴(kuò)散作用、分子作用、異常高壓(排烴壓力)等為主,非浮力富集;(4)一般單井無(wú)自然工業(yè)產(chǎn)量,需研發(fā)納米系列技術(shù)。納米級(jí)孔隙的發(fā)現(xiàn)豐富了孔隙類型,使儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征研究精度大大提高,為解決非常規(guī)儲(chǔ)層孔隙特征、連續(xù)型油氣富集機(jī)理提供了重要研究思路與方法,對(duì)推動(dòng)致密油、致密氣、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、納米油氣的工業(yè)開(kāi)采具有重要科學(xué)意義。
針對(duì)我國(guó)致密油特殊形成條件,通過(guò)對(duì)四川盆地中北部侏羅系油藏特征研究,我國(guó)學(xué)者提出致密油概念和特征——致密油是一種特殊類型的大面積非常規(guī)油聚集,沒(méi)有明顯圈閉界限;沒(méi)有明顯邊、底水及油水界面,浮力與重力分異不明顯,缺少大規(guī)模二次運(yùn)移,源內(nèi)或近源聚集;儲(chǔ)層具有特低孔滲、雙重介質(zhì)特征,連續(xù)分布在斜坡及凹陷區(qū),不受局部構(gòu)造控制而受巖性控制。并認(rèn)為致密油是致密儲(chǔ)層油的簡(jiǎn)稱,是指覆壓基質(zhì)滲透率小于或等于0.1mD的砂質(zhì)巖、灰?guī)r等儲(chǔ)集油層、石油經(jīng)過(guò)短距離運(yùn)移而富集的非常規(guī)油氣資源。2013年,考慮到鄂爾多斯盆地石油勘探開(kāi)發(fā)實(shí)際, 我國(guó)學(xué)者又將儲(chǔ)集層地面空氣滲透率小于0.3mD,賦存于油頁(yè)巖及其互層共生的致密砂巖儲(chǔ)層中,石油未經(jīng)過(guò)大規(guī)模長(zhǎng)距離運(yùn)移的油藏稱為致密油,包括致密砂巖油和頁(yè)巖油兩大類。
經(jīng)過(guò)近幾年深入研究,我國(guó)石油地質(zhì)學(xué)者從機(jī)理上進(jìn)一步將致密油特征歸結(jié)為:(1)大面積源儲(chǔ)共生,圈閉界限不明顯;(2)微孔隙流體流動(dòng),非浮力富集,水動(dòng)力效應(yīng)不明顯;(3)油水分布復(fù)雜,異常壓力,裂縫高產(chǎn);(4)非達(dá)西滲流為主;(5)短距離運(yùn)移為主;(6)納米級(jí)孔喉連通體系為主,并認(rèn)為納米級(jí)孔喉連通系統(tǒng)是致密油運(yùn)移富集機(jī)理的根本。
近幾年來(lái),非常規(guī)連續(xù)型油氣富集理論的發(fā)展和致密儲(chǔ)層中納米孔隙系統(tǒng)及其中賦存石油的重大發(fā)現(xiàn),都為非常規(guī)致密砂、灰?guī)r油氣的開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。它突破了常規(guī)圈閉和常規(guī)儲(chǔ)層高部位富集和找油的理論,為今后非常規(guī)油氣資源的勘探和開(kāi)發(fā)奠定了十分重要的理論基礎(chǔ)。這些研究不僅規(guī)范和加深了對(duì)致密油特征的認(rèn)識(shí),而且也逐漸明確了微米—納米孔喉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在致密油運(yùn)聚富集中的至關(guān)重要的作用。
世界公認(rèn),致密油在美國(guó)的勘探開(kāi)發(fā)取得了重大突破,主要取決于其勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的創(chuàng)新,而美國(guó)人在致密油成藏研究方面的報(bào)道很少?,F(xiàn)已證實(shí),致密油儲(chǔ)層中,納米級(jí)孔隙占據(jù)總體孔隙主體,決定了其低孔-超低滲的物性及特殊的流體運(yùn)聚成藏機(jī)理。但遺憾的是,目前這種極為重要和特殊的流體運(yùn)聚成藏機(jī)理尚未得到有效的揭示,極大制約了致密油勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程,是目前亟待解決的重大理論與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。致密油成藏機(jī)理涉及的重要問(wèn)題較多,首要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是儲(chǔ)層致密與油氣成藏的關(guān)系,即儲(chǔ)層先成藏后致密、先致密后成藏還是邊成藏邊致密,目前尚未公認(rèn)觀點(diǎn)。
近年來(lái),盡管我國(guó)一些學(xué)者研究了致密儲(chǔ)層超微觀孔隙空間中流體運(yùn)移的動(dòng)力、流動(dòng)方式、運(yùn)移途徑、流動(dòng)狀態(tài)等流動(dòng)規(guī)律,取得了一些重要成果,比如認(rèn)識(shí)到致密儲(chǔ)層與常規(guī)油氣儲(chǔ)層不同。致密油儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間以低孔特低滲透系統(tǒng)的納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)為主,毛細(xì)管壓力大,浮力不起主要作用,流體運(yùn)移主要靠源儲(chǔ)壓力差(烴源巖中由于熱力生烴增壓作用、欠壓實(shí)、黏土脫水等產(chǎn)生的異常高壓與儲(chǔ)層中的毛細(xì)管力之差)提供動(dòng)力,且流體在致密儲(chǔ)層中流動(dòng)不符合達(dá)西定律。也就是說(shuō),在致密油儲(chǔ)層的納米級(jí)微觀孔隙系統(tǒng)中,流體運(yùn)移動(dòng)力、流動(dòng)方式、運(yùn)移途徑、運(yùn)移相態(tài)、富集場(chǎng)所與常規(guī)儲(chǔ)層的毫米級(jí)或微米級(jí)儲(chǔ)層空間完全不同。
在以納米孔隙為主的孔喉網(wǎng)絡(luò)體系中流體的微觀流動(dòng)機(jī)理、滲流規(guī)律仍不清楚,這使得對(duì)應(yīng)于納米級(jí)孔喉儲(chǔ)集空間中油氣的流動(dòng)機(jī)制、賦存狀態(tài)及最終可動(dòng)用程度,成為致密油勘探生產(chǎn)最為關(guān)注的重大科學(xué)問(wèn)題:(1)在什么樣的動(dòng)力作用下,烴源巖中生成的石油為什么能夠在致密儲(chǔ)層超微觀的微米—納米孔喉系統(tǒng)大面積地短距離運(yùn)移,并在其中大范圍地富集起來(lái),形成連續(xù)型富集的致密油藏?其運(yùn)移的動(dòng)力、相態(tài)、方式、路途是什么?即石油流體在致密儲(chǔ)層微米——納米多尺度孔喉系統(tǒng)中流動(dòng)、富集的機(jī)理是什么?符合什么樣的流體滲流規(guī)律?(2)在致密儲(chǔ)層微米—納米多尺度孔喉系統(tǒng)中是否存在阻止流體繼續(xù)流動(dòng)的下限條件?如果有,那么控制致密儲(chǔ)層微米—納米孔喉網(wǎng)絡(luò)體系中流體耦合流動(dòng)下限的主要地質(zhì)因素是什么?致密油儲(chǔ)層中流體流動(dòng)的物性下限是多少?
由于致密油復(fù)雜的孔喉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和“神奇”的超微觀納米效應(yīng),使得致密油研究具有很強(qiáng)的探索性和挑戰(zhàn)性,比如:
(1)超微觀空間:致密油賦存于微米—納米的超微觀孔隙空間中,使得常規(guī)的技術(shù)與手段難以有效進(jìn)行致密油賦存狀態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉網(wǎng)絡(luò)體系等關(guān)鍵現(xiàn)象的觀察和分析,必須采用高精尖的先進(jìn)納米技術(shù);
(2)難以預(yù)測(cè)的納米效應(yīng):在納米級(jí)孔隙系統(tǒng)和孔喉網(wǎng)絡(luò)體系下,流體的流動(dòng)與聚集會(huì)產(chǎn)生特殊的納米效應(yīng),使得致密油運(yùn)移聚集特征和機(jī)制充滿神秘性和不確定性,油氣在微米—納米級(jí)多尺度孔喉系統(tǒng)中的生成、吸附、解析、擴(kuò)散、聚集與采出等重大理論問(wèn)題研究難度巨大;
(3)復(fù)雜的控制因素:有復(fù)雜的宏觀地質(zhì)因素如構(gòu)造、沉積、成巖及其演化,又有復(fù)雜的微觀因素如孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉網(wǎng)絡(luò)、微觀滲流特征、流體運(yùn)移動(dòng)力與阻力、復(fù)雜的多相共存關(guān)系等等,使得研究的結(jié)果充滿不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。
在納米級(jí)(孔喉直徑小于1μm)孔喉中流體與周圍介質(zhì)之間存在巨大的黏滯力和分子作用力,一般條件下,流體不能自由流動(dòng),形成“滯留”,即使改變溫壓條件也僅能以分子或分子團(tuán)的狀態(tài)進(jìn)行擴(kuò)散,如粉細(xì)砂質(zhì)巖、頁(yè)巖、黏土等非常規(guī)致密層的孔喉即屬該種類型,需用納米技術(shù)開(kāi)采。常規(guī)油氣藏儲(chǔ)集體發(fā)育毫米級(jí)或微米級(jí)孔喉介質(zhì),毛細(xì)管阻力較小,符合達(dá)西滲流規(guī)律。油氣從烴源巖排出后,經(jīng)浮力驅(qū)動(dòng)發(fā)生二次運(yùn)移,通過(guò)一系列輸導(dǎo)體系,在相對(duì)獨(dú)立的常規(guī)圈閉(在相對(duì)低勢(shì)區(qū))富集成藏,具有明確的圈閉度量要素,浮力作用下油氣“滲流”或“管流”成藏是常規(guī)油氣的根本特征。而在納米級(jí)微觀孔隙系統(tǒng)中,流體的驅(qū)動(dòng)力、流動(dòng)方式、運(yùn)移途徑、富集場(chǎng)所與毫米級(jí)或微米級(jí)儲(chǔ)層空間完全不同。
賈承造院士等研究發(fā)現(xiàn),中國(guó)致密油主要發(fā)育納米級(jí)微觀孔喉網(wǎng)絡(luò)體系,兼具生、儲(chǔ)、蓋等多項(xiàng)功能,其形成機(jī)制明顯不同于傳統(tǒng)油氣圈閉成藏。相對(duì)于孔隙度和滲透率,孔喉尺寸大小和分布是決定儲(chǔ)集層儲(chǔ)集能力和滲流能力更直接的參數(shù),油氣水在納米孔喉中滲流能力差,相態(tài)分異難,超微觀儲(chǔ)集空間體系中強(qiáng)大的毛管壓力限制了浮力在油氣富集中的作用,油氣被滯留吸附,主要依靠超壓驅(qū)動(dòng),油氣在源儲(chǔ)壓差的作用下就近發(fā)生層狀運(yùn)移,運(yùn)移距離短但排烴效率高。運(yùn)移動(dòng)力以烴源巖排烴壓力為主,受生烴增壓、欠壓實(shí)和構(gòu)造應(yīng)力等控制,富集阻力主要為毛細(xì)管壓力,二者耦合控制含油氣邊界,致密油運(yùn)移以滲流擴(kuò)散作用為主,借助源儲(chǔ)共生的地質(zhì)條件,油氣發(fā)生短距離運(yùn)移。這樣,就決定了致密油大面積連續(xù)型或準(zhǔn)連續(xù)型富集的根本特征。
致密油連續(xù)型納米孔喉油氣的提出,突破了常規(guī)儲(chǔ)層物性下限與傳統(tǒng)圈閉找油的理念,要尋找大面積展布的非常規(guī)儲(chǔ)集體,關(guān)鍵在于弄清大規(guī)模納米孔喉儲(chǔ)層的致密背景與油氣生成、排聚(強(qiáng)調(diào)全過(guò)程、連續(xù)性)過(guò)程的時(shí)空匹配。
可以說(shuō),大面積分布的微米—納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)和孔喉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是致密油儲(chǔ)層最基本特征,孔隙結(jié)構(gòu)決定致密油的儲(chǔ)集性能,而孔喉連通體系決定其低孔-超低滲的物性和特殊的流體運(yùn)聚、富集機(jī)理,流體流動(dòng)的物性下限決定了致密油運(yùn)移的最大距離和聚集最大邊界;因此,研究致密油孔喉體系及其流體流動(dòng)機(jī)理、流動(dòng)下限具有特別重要的意義,而恒速壓汞、納米-CT及高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡技術(shù)等則是精細(xì)刻畫(huà)和系統(tǒng)表征致密油儲(chǔ)層微米—納米級(jí)多尺度微觀孔喉結(jié)構(gòu)和孔喉系統(tǒng)及其流體非線性流動(dòng)特征、流動(dòng)下限最有效技術(shù)方法。
由于對(duì)致密油的研究剛剛開(kāi)始,致密油儲(chǔ)層微米—納米孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉體系及其流體流動(dòng)機(jī)制的研究尚處于起步階段,對(duì)致密儲(chǔ)層中的流體運(yùn)移、富集機(jī)制的認(rèn)識(shí)多為主觀推斷,極大制約致密油理論發(fā)展與勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程,迫切需要加大研究力度。
美國(guó)致密油勘探開(kāi)發(fā)的成功給我國(guó)致密勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)啟發(fā)和希望。
由于致密油的研究起步較晚,致密油的概念近兩年才在國(guó)內(nèi)得到廣泛的接受和采用??碧綄?shí)踐證實(shí),致密油資源在中國(guó)廣泛分布:包括鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組、準(zhǔn)噶爾盆地三疊系蘆草溝組、四川盆地中一下侏羅系、松遼盆地白堊系青山口組一泉頭組,都發(fā)現(xiàn)豐富的致密油資源。江漢、酒泉、三塘湖、泌陽(yáng)等盆地或坳陷也證實(shí)存在致密油資源,據(jù)我國(guó)石油專家賈承造院士等人的預(yù)測(cè),中國(guó)主要盆地的致密油分布面積達(dá)20×104km2,地質(zhì)資源總量為106.7×108~111.5×108t,可采資源量為13×108~14×108t,勘探開(kāi)發(fā)潛力巨大,是最具有潛力的能源接替領(lǐng)域之一,主要分布在鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、松遼、渤海灣和四川等盆地中,是未來(lái)勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
針對(duì)致密油運(yùn)聚成藏的非常規(guī)機(jī)理,應(yīng)該采用先進(jìn)的納米科技理念來(lái)指導(dǎo)研究思路。實(shí)際地質(zhì)觀察包括野外地質(zhì)考察和室內(nèi)巖芯觀察描述兩種工作。兩者均是最直接、最方便觀察和研究致密油源儲(chǔ)共生關(guān)系的有利場(chǎng)所,通過(guò)巖芯描述和實(shí)地觀察致密油源儲(chǔ)地質(zhì)剖面,并進(jìn)行取樣分析,可以獲得不同類型致密油源儲(chǔ)共生組合類型的第一手資料,為致密油源儲(chǔ)共生組合劃分與研究、致密油儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的分析、孔喉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總結(jié)提供依據(jù)。
微米—納米級(jí)多尺度孔喉連通系統(tǒng)是致密油大面積短距離運(yùn)移、富集的根本特征和原因。將納米科技的理念引入致密油的研究是致密油理論發(fā)展與實(shí)踐必然趨勢(shì)。微米-納米級(jí)孔喉連通網(wǎng)絡(luò)決定了非浮力作用下油氣原位滯留和短距離擴(kuò)散運(yùn)聚的機(jī)理,利用納米技術(shù)、加強(qiáng)油氣在納米孔喉系統(tǒng)中的生成、吸附、解析、擴(kuò)散和富集能力等油氣系統(tǒng)的研究具有重要意義。納米級(jí)孔隙系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn),改變了微米級(jí)孔隙是油氣儲(chǔ)層唯一微觀孔隙的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),為認(rèn)識(shí)常規(guī)油氣局部富集,非常規(guī)油氣連續(xù)富集的地質(zhì)特征、研究連續(xù)型油氣富集機(jī)理、增加資源潛力具有重要的科學(xué)意義。運(yùn)用納米理念進(jìn)行致密油運(yùn)聚成藏研究,應(yīng)該是今后致密油研究的發(fā)展方向。
分析測(cè)試手段的應(yīng)用主要是針對(duì)致密油特殊的源儲(chǔ)共生關(guān)系及普遍發(fā)育的微米—納米孔喉系統(tǒng),采用恒速壓汞以及先進(jìn)的納米-CT三維無(wú)損掃描成像、高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡等尖端技術(shù)來(lái)系統(tǒng)刻畫(huà)和研究致密油儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、致密油賦存狀態(tài)、模擬流體流動(dòng)、運(yùn)移動(dòng)力、相態(tài)、路徑,尋找致密油儲(chǔ)層微米—納米孔喉網(wǎng)絡(luò)體系中流體耦合流動(dòng)規(guī)律,揭示流體運(yùn)移、富集機(jī)理。其中壓汞毛管壓力曲線法可定性、定量的研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能,可獲得微米—納米孔喉系統(tǒng)的各類參數(shù),包括反映孔喉大小的最大孔喉半徑、孔喉半徑中值等,反映孔喉分選性的分選系數(shù)、孔喉歪度和孔喉豐度等,反映孔喉連通性的滲透能力的排驅(qū)壓力、壓力中值和驅(qū)油效率等。納米-CT三維無(wú)損掃描成像技術(shù)可獲得致密油儲(chǔ)層的微米—納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉網(wǎng)絡(luò)、致密油賦存狀態(tài)、顆粒表面結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及物性參數(shù)等,為致密油儲(chǔ)層流體流動(dòng)機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
將實(shí)際地質(zhì)觀察描述與分析測(cè)試相結(jié)合,可以將宏觀地質(zhì)現(xiàn)象研究與微觀地質(zhì)特征精細(xì)刻畫(huà)有機(jī)結(jié)合起來(lái),有助于更好地總結(jié)致密油源儲(chǔ)共生關(guān)系、精細(xì)刻畫(huà)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)與孔喉網(wǎng)絡(luò)特征以及流體在微米—納米孔隙結(jié)構(gòu)與孔喉網(wǎng)絡(luò)體系中的耦合流動(dòng)規(guī)律等。
典型實(shí)例剖析指以已證實(shí)的致密油藏為對(duì)象,開(kāi)展不同類型源儲(chǔ)組合的致密油運(yùn)移、聚集與富集條件、過(guò)程研究,從宏觀上總結(jié)其成藏與富集模式,為下一步進(jìn)行致密油儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)、微米—納米孔喉網(wǎng)絡(luò)輸導(dǎo)體系及其流體耦合流動(dòng)、富集機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)提供良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀?/p>
微米—納米孔喉網(wǎng)絡(luò)體系中流體流動(dòng)的機(jī)理十分復(fù)雜,不僅要從理論上進(jìn)行研究,模擬實(shí)驗(yàn)也是重要的研究手段,目的是揭示在實(shí)驗(yàn)條件下致密油不同源儲(chǔ)組合類型儲(chǔ)層的微米—納米孔喉系統(tǒng)中流體運(yùn)移、富集的路徑、方式、相態(tài)和流動(dòng)規(guī)律等,為機(jī)理性解釋提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
典型實(shí)例剖析與致密油運(yùn)聚模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,前者為后者提供實(shí)驗(yàn)地質(zhì)模型,后者為前者進(jìn)一步揭示機(jī)理提供依據(jù),進(jìn)而相互補(bǔ)充、驗(yàn)證和完善致密油運(yùn)聚成藏機(jī)理認(rèn)識(shí)。
科學(xué)家們預(yù)測(cè),到2030年前后,石油工業(yè)將進(jìn)入納米科技時(shí)代,形成的關(guān)鍵技術(shù)包括:(1)納米油氣透視觀測(cè)鏡、基于納米-CT重構(gòu)三維儲(chǔ)層模型、三維地震透視等;(2)納米油氣驅(qū)替劑,最大限度提高油氣采收率;(3)納米油氣開(kāi)采機(jī)器人,應(yīng)用于油氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵過(guò)程。納米、信息等新技術(shù)將成為石油工業(yè)的核心和常規(guī)技術(shù)之一,油氣智能化時(shí)代也將隨之到來(lái)。針對(duì)致密油成藏研究中科學(xué)問(wèn)題和面臨的挑戰(zhàn),運(yùn)用先進(jìn)的納米科技理念和尖端的納米技術(shù)(如高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡技術(shù)和納米-CT三維無(wú)損掃描成像技術(shù)),選取典型致密油藏(如鄂爾多斯盆地、四川盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、松遼盆地等盆地的致密油藏),采取野外地質(zhì)觀察與典型實(shí)例剖析相結(jié)合,致密油運(yùn)聚模擬實(shí)驗(yàn)與分析測(cè)試相結(jié)合的思路,在超微觀空間展開(kāi)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)、定量、機(jī)理性的基礎(chǔ)性創(chuàng)新研究。
我國(guó)的致密油資源豐富,用一句“時(shí)髦”的話來(lái)說(shuō):開(kāi)發(fā)致密油,我們時(shí)刻準(zhǔn)備著!