基于核磁共振技术的页岩油可动性实验研究

作     者：李子靳 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：董明哲

授予年度：2020年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：页岩油藏 孔隙结构 核磁共振 可动性 采收率 

摘      要：近年来研究表明,常规能源消耗后,页岩油在石油资源开采中占据了越来越重要的地位。页岩油藏发育有微纳米孔隙并且孔隙结构复杂,导致了页岩的渗透率较低。由于页岩中含有干酪根的原因,一部分页岩油以吸附溶解态储存在干酪根中,通过常规的驱油方法难以动用,因此研究页岩油的可动性以及页岩的微观孔隙结构对页岩油藏的开采具有重要的意义。在大量调研前人文献的基础上,针对页岩孔隙结构特征,本文提出了采用核磁共振、高压压汞、氮气吸附三种方式相结合的方法,利用其对不同孔径范围测量精度高的优点,更准确地对页岩孔隙结构进行描述,在页岩油可动性方面,提出了有机采收率和无机采收率的计算方法,针对页岩中含有干酪根的特性通过CO驱油对页岩油流动规律进行研究,为页岩油藏的开发提供理论依据。孔隙结构方面,通过扫描电镜对岩心进行测试,结合氮气吸附对0.1-100 nm的孔隙进行研究。将高压压汞和核磁共振技术相结合,通过峰值法对多块岩心进行标定,得出核磁共振T时间谱转化为孔隙半径所需的表面弛豫率ρ,将表面弛豫率应用到其他页岩核磁共振曲线上,对页岩的全部样品进行孔隙结构分析。在页岩油可动性方面,利用页岩润湿性的特点,对无机孔和有机孔进行了划分,结合离心实验将有机孔和无机孔中流体的动用程度进行了计算。在页岩油渗流规律的研究中,研究不同条件对CO开采页岩油过程中采收率的影响,并将页岩油开采和致密砂岩进行对比。研究结果表明,页岩内部孔喉形式多样,一部分为无机矿物的粒间空隙、一部分为形成于有机质内部或有机质边缘的有机孔。页岩核磁共振结果表明孔径分布曲线呈现双峰独立分布和双峰重叠分布的特点,双峰独立分布说明页岩孔隙结构非均质性较强,呈现双峰重叠分布的说明岩心非均质性较弱,孔隙连通性较好。离心实验发现,通过离心方法主要动用的是无机孔隙内部的油,有机孔隙内部处于游离态的油有一部分被动用,其中无机采收率平均值为30.49%,有机采收率平均值为4.407%,总采收率平均值为11.35%。CO驱替过程中,当CO与正十二烷达到混相时,采收率有较大提高。同时,混相后,随着压力增大,页岩的采收率继续增加,处于吸附溶解的油需要较长的时间被动用,驱替压力越大达到相同采收率时所需驱替体积越少。本研究为页岩油二氧化碳驱替提高采收率实验提供了一种研究方法,可用于评价CO注入提高页岩油采收率,对页岩油的开发具有一定的指导意义。