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页岩油气储层孔隙结构表征技术研究进展

2021-03-12张晓祎郭和坤沈瑞任惠琛罗永成

应用化工 2021年2期
关键词:实验

张晓祎,郭和坤,沈瑞,任惠琛,罗永成

(1.中国科学院大学 工程科学学院,北京 100049;2.中国科学院渗流流体力学研究所,河北 廊坊 065007; 3.中国石油勘探开发研究院,北京 100083)

近年来石油的对外依存度已在很大程度上影响着我国的能源安全,随着我国在非常规油气的勘探与开发方面取得突破性进展,页岩油气的勘探开发也同样上升到国家战略高度[1]。页岩油气作为常规油气资源的补充,对降低石油进口量以及保障我国能源战略安全方面起到积极作用。页岩油气储层岩性复杂、非均质性和各向异性较强[2],且对页岩油的研究将区别于以往页岩气中仅针对页岩的研究,需对页岩、砂岩、泥岩、白云岩、灰岩等不同岩性样品的孔隙结构特征开展更为系统研究。国际纯理论与应用化学联合会(IUPAC)将孔径分为四类:微孔(直径<2 nm)、介孔(直径2~50 nm)、宏孔(直径>50 nm),其中直径<100 nm的孔隙为纳米级孔隙。

近年来,一系列新兴技术已经使孔隙尺寸的测量精度从微米级提高到纳米级,这些技术主要包含流体侵入法、图像分析法和无干扰法[3]。其中流体侵入法主要包括:高压压汞法(MICP)[4]、N2吸附法[5]、CO2吸附法[5]、He比重法等;图像分析法主要包括:透射电子显微镜(TEM)[6]、原子力显微镜(AFM)[7]、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)[8]、氦离子显微镜(HIM)[9]、聚焦离子束氦离子显微镜(FIB-HIM)等;无干扰法主要包括:核磁共振(NMR)[10]、小角中子散射(SANS)[11]、CT扫描等[12]。多种方法的综合使用大大加快了实现油储集空间精确表征的进度,为搭建我国页岩油渗流力学和提高采收率理论框架提供了支撑,但同时也面临着多方法拼合过程中的重复段处理方法不明确、无法去除各方法实验环境不同导致的差异、在针对同一参数的测量时不同实验方法仅能使用平行样品等问题。……

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