纳米,极小度量单位,1纳米=10-6毫米,是头发丝直径的六万分之一。
油气藏的研究从人类发现油气之际就开始了。随着非常规油气的发现和勘探开发,人们逐渐认识了一种从前不被看好的储层——纳米级孔喉储层。
在非常规源储共生油气储层内,微米到毫米级孔隙、裂缝等储集空间仅局部发育,孔径小于1微米的纳米级孔喉系统普遍发育并占据储集空间的主体,达储集空间总体积的70%~80%。科学家采用场发射扫描电镜和纳米计算机断层扫描重构等先进技术“看清”了藏在致密岩石内部可以存储石油和天然气的孔隙:非常规油气致密储层主体孔径为20~500纳米,其中页岩气储层孔径为5~200纳米,页岩油储层孔径为30~400纳米,致密灰岩油储层孔径为40~500纳米,致密砂岩油储层孔径为50~900纳米,致密砂岩气储层孔径为40~700纳米。
油气水在纳米级孔喉系统中,渗流能力差,油气被滞留吸附,在源储共生层系中大面积连续分布,泥页岩烃源层中可能滞留了占总生烃量30%~40%的油气资源,近源致密砂岩、石灰岩等储层中可能聚集了20%~30%的油气资源。也就是说,在以前不被人们注意的岩石内极微小的纳米级孔喉储集空间中很可能聚集了超乎人们想象的巨量油气资源。
非常规致密储层中纳米级孔喉系统的发现,改变了人们对油气储层微观孔隙空间的传统认识,对认识非常规源储共生层系油气连续聚集的地质特征、拓展资源潜力有重要价值。
这种纳米级的孔喉通道网络体系中的石油和天然气运移、流动的机理十分复杂,不仅要从理论上进行研究,模拟实验也是重要的手段,可以揭示在微米—纳米级孔喉系统中流体运移、富集的路径、方式、相态和流动规律等。
科学家们预测,到2030年前后,石油工业将进入纳米科技时代,形成的关键技术包括:(1)纳米油气透视观测镜、基于纳米CT重构三维储层模型、三维地震透视等;(2)纳米油气驱替剂,最大限度提高油气采收率;(3)纳米油气开采机器人,应用于油气勘探开发关键过程。
从毫米—微米级孔喉常规油气向微米—纳米级孔喉非常规油气延伸,是油气储层地质研究的趋势,也是石油工业发展的趋势,必将为人类找到更多的油气资源。