핵자기공명 실험 기반 셰일 오일 동적 침투 메커니즘 연구

LU GUANG ,  

ZHANG SHIMING ,  

CAO XIAOPENG ,  

LYU QI ,  

JIANG LONG ,  

SUN HONGXIA ,  

LIU ZUPENG ,  

LI ZHONGXIN ,  

LIU YAN ,  

CAO ZENGHUI ,  

摘要

중국은 육상 셰일 오일 자원이 풍부하며 국가 에너지 안보를 보장하는 중요한 전략적 대체 자원입니다. 셰일 오일 저장층은 나노 기공이 발달되어 있고 기공률과 투과율이 매우 낮아 침투 메커니즘을 밝히는 것이 셰일 오일 회수율 향상에 중요합니다. 지양 곤융문층 유무늬 회색 셰일을 연구 대상으로 하여 집속 이온 빔-주사전자현미경(FIB-SEM) 3D 영상 및 디지털 코어 복원 방법을 기반으로 기공 구조 특성을 정량적으로 표현했습니다. 이를 기반으로 고온 고압 핵자기공명(NMR) 동적 침투 실험을 수행하여 고압 압쇄액 주입 과정 중의 동방향 침투 행동을 시뮬레이션했습니다. 서로 다른 침투 시간에서 핵자기공명 T2 스펙트럼의 진화 특성을 획득하여 다양한 크기 기공 내 원유 동원 특성을 정량적으로 표현했습니다. T2 컷오프 값 방법으로 회수율에 대한 구동 작용과 침투 작용의 기여를 구분하고, 구동 압력차 및 층리절이 동적 침투 효과에 미치는 영향을 분석했습니다. 침투 유사 준칙과 결합하여 실험 및 저류층 스케일 간의 대응 관계를 구축하고 셰일 오일 저류층 압쇄 후 침전 시간을 계산 및 최적화했습니다. 결과는 다음과 같습니다: ① 동적 침투 과정은 빠른 침투, 느린 침투, 침투 평형의 3단계로 구분되며 전체적으로 "큰 기공 탄성 구동, 작은 기공 침투 교환"의 동원 특성을 나타냅니다; ② 실험 조건에서 동적 침투에는 최적의 구동 압력차 범위(2.67~4.16 MPa)가 존재하며, 이 구간 내 총 회수율이 낮은 구동 압력차(1.05 MPa) 조건에서보다 9.02%~10.26% 증가했습니다; ③ 층리절은 기공 구조의 연결성을 개선하여 침투 교환 효율을 높이며, 셰일 오일 동원률 향상에 유리한 저류층 조건입니다; ④ 유사 준칙 및 동적 침투 실험 결과를 바탕으로 셰일 오일 저류층 압쇄 후 적정 침전 시간을 15일로 권장합니다.

关键词

셰일 오일; 핵자기공명; 동적 침투; 회수율; 침전 시간

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