Estudio del mecanismo dinámico de imbibición del petróleo de esquisto basado en experimentos de resonancia magnética nuclear

LU GUANG ,  

ZHANG SHIMING ,  

CAO XIAOPENG ,  

LYU QI ,  

JIANG LONG ,  

SUN HONGXIA ,  

LIU ZUPENG ,  

LI ZHONGXIN ,  

LIU YAN ,  

CAO ZENGHUI ,  

摘要

Los recursos de petróleo de esquisto terrestre en China son abundantes y constituyen un recurso estratégico importante para garantizar la seguridad energética nacional. Los yacimientos de petróleo de esquisto tienen nanoporos desarrollados y una porosidad y permeabilidad muy bajas, lo que hace que la elucidación de su mecanismo de imbibición sea importante para mejorar el grado de recuperación del petróleo de esquisto. El objeto de estudio es la lutita gris estratificada del hundimiento de Jiyang. Basado en un escaneo tridimensional mediante haces de iones focalizados y un microscopio electrónico de barrido (FIB-SEM) y el método de reconstrucción de núcleos digitales, se caracterizan cuantitativamente las características de la estructura de poros. Sobre esta base, se llevaron a cabo experimentos dinámicos de imbibición mediante resonancia magnética nuclear a alta temperatura y presión, simulando el comportamiento de imbibición unidireccional durante el proceso de inyección a alta presión del fluido de fractura. Mediante la obtención de espectros de tiempos de relajación transversal (T2) para diferentes tiempos de imbibición, se caracterizó cuantitativamente la movilización de crudo en poros de diferentes escalas. Se utilizó el método de valor de corte de T2 para distinguir la contribución del desplazamiento y la imbibición al grado de recuperación, y se analizó el efecto de la diferencia de presión de desplazamiento y las fracturas estratificadas en el efecto de imbibición dinámica. Combinando el criterio de similitud de imbibición, se estableció la relación entre el experimento y la escala del yacimiento, calculando y optimizando el tiempo de taponamiento después de la fractura hidráulica en yacimientos de petróleo de esquisto. Los resultados muestran: ① el proceso de imbibición dinámica puede dividirse en tres etapas: imbibición rápida, imbibición lenta y equilibrio de imbibición, presentando en general una característica de movilización de “desplazamiento elástico de petróleo en poros grandes y reemplazo de petróleo por imbibición en poros pequeños”; ② bajo condiciones experimentales, existe un rango óptimo de diferencia de presión de desplazamiento (2,67~4,16 MPa), en el cual el grado de recuperación total aumenta un 9,02%~10,26% en comparación con una diferencia baja (1,05 MPa); ③ las fracturas estratificadas pueden mejorar la conectividad de la estructura de poros, aumentando la eficiencia del reemplazo por imbibición, siendo una condición física favorable para aumentar el grado de movilización del petróleo de esquisto; ④ basado en el criterio de similitud y los resultados de experimentos de imbibición dinámica, se recomienda un tiempo razonable de taponamiento de 15 días después de la fractura hidráulica en yacimientos de petróleo de esquisto.

关键词

petróleo de esquisto;resonancia magnética nuclear;imbibición dinámica;grado de recuperación;tiempo de taponamiento

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