Estudio del mecanismo de imbibición dinámica 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

China posee abundantes recursos de petróleo de esquisto continental, siendo un recurso estratégico importante para garantizar la seguridad energética nacional. Los nanoporos de los yacimientos de petróleo de esquisto están desarrollados y presentan porosidad y permeabilidad muy bajas, lo que demuestra que comprender el mecanismo de imbibición dinámica es de gran importancia para mejorar el grado de recuperación del petróleo de esquisto. El objeto de estudio es una lutita gris estratificada del depósito Jiayang, y basándose en imágenes 3D obtenidas por haz de iones focalizados-microscopio electrónico de barrido (FIB-SEM) y la reconstrucción digital del núcleo, se caracterizan cuantitativamente las características de la estructura porosa. Sobre esta base, se realizan experimentos dinámicos de imbibición con resonancia magnética nuclear (RMN) a alta temperatura y alta presión para simular el comportamiento de imbibición simultánea durante el proceso de inyección de fluido de fracturamiento a alta presión. Mediante la obtención de las características evolutivas del espectro T2 de RMN en distintos tiempos de imbibición, se caracterizan cuantitativamente las características de movilización del petróleo en poros de diferentes escalas. Se emplea el método del valor de corte T2 para distinguir la contribución del desplazamiento y la imbibición al grado de recuperación, analizando la influencia de la diferencia de presión de desplazamiento y de las fracturas de estratificación en el efecto de imbibición dinámica. Combinando con el criterio de similitud de imbibición, se establece la relación entre los experimentos y la escala del yacimiento, calculando y optimizando el tiempo de cierre tras la fracturación del yacimiento de petróleo de esquisto. Los resultados muestran: ① el proceso de imbibición dinámica se puede dividir en tres etapas: imbibición rápida, imbibición lenta y equilibrio de imbibición, presentando globalmente una característica de movilización de "impulso elástico de grandes poros e intercambio de petróleo por imbibición en pequeños poros"; ② en condiciones experimentales, existe un rango óptimo de diferencia de presión de desplazamiento (2.67~4.16 MPa), en el cual el grado total de recuperación aumenta entre un 9.02 % y un 10.26 % en comparación con una diferencia de presión de desplazamiento baja (1.05 MPa); ③ las fracturas de estratificación pueden mejorar la conectividad de la estructura porosa, aumentando la eficiencia del desplazamiento por imbibición, siendo una condición favorable para mejorar la movilización del petróleo de esquisto; ④ basándose en el criterio de similitud y en los resultados experimentales de imbibición dinámica, se recomienda un tiempo razonable de cierre tras la fracturación del yacimiento de petróleo de esquisto de 15 días.

关键词

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

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