Definisi Minyak Syal：
Minyak syal merujuk kepada petroleum yang disimpan dalam formasi syal yang kaya dengan pori berskala nano yang kaya dengan organik. Ia adalah singkatan untuk minyak syal organik matang. Syal ialah batu sumber dan batu takungan untuk minyak. Minyak syal wujud dalam bentuk terjerap dan bebas dan secara amnya ringan dan rendah kelikatan. Ia terutamanya disimpan dalam tekak pori berskala nano dan sistem patah, diedarkan bersama atau selari dengan lamellae. Syal yang kaya dengan organik biasanya terkumpul di kawasan yang besar dan berterusan di tengah-tengah lembangan, biasanya mengandungi minyak, dan mempunyai saiz sumber yang besar. Faktor utama dalam menilai "core zone" minyak syal termasuk pengagihan ruang takungan, indeks kerapuhan takungan, kelikatan minyak syal, tenaga pembentukan dan saiz syal yang kaya dengan organik. Pengekstrakan gas syal yang berjaya memberikan rujukan teknikal untuk pengekstrakan minyak syal. "Kebolehtelapan buatan" Teknologi rangsangan, seperti pecahan isipadu perigi mendatar dan pembiasan, ialah teknologi utama untuk pembangunan minyak syal yang berkesan. Antara sumber minyak syal, minyak kondensat atau minyak ringan mungkin merupakan jenis utama untuk pengeluaran perindustrian [6,11]. Molekul kondensat dan minyak ringan mempunyai diameter 0.5 hingga 0.9 nm. Secara teorinya, ia lebih mudah dialirkan dan boleh diperoleh semula dalam tekak pori skala nano syal di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi di bawah tanah.
Ciri-ciri Asas Kawasan Pengedaran Minyak Syal Yang Menguntungkan:
Minyak syal berbeza dengan ketara daripada minyak konvensional yang dipisahkan daripada sumber dan takungannya dan minyak ketat terkumpul berhampiran punca dari segi mekanisme pengumpulan, ruang takungan, ciri bendalir dan pengedaran, sambil berkongsi lebih banyak persamaan dengan gas syal.
Penyepaduan, Pengekalan dan Pengumpulan Sumber-Takungan:
Minyak syal ialah contoh tipikal pengumpulan minyak yang dicirikan oleh sumber dan takungan bersepadu, pengekalan dan pengumpulan, dan pengedaran berterusan. Syal yang kaya dengan organik berfungsi sebagai kedua-dua lapisan sumber dan takungan. Tidak seperti gas syal, minyak syal terbentuk terutamanya semasa fasa penjanaan hidrokarbon cecair evolusi bahan organik. Semasa fasa penjanaan minyak berterusan syal kaya organik, minyak dikekalkan dan terkumpul di dalam takungan syal, dan hanya tersebar atau berhijrah ke luar selepas takungan syal itu sendiri tepu. Oleh itu, mana-mana syal yang kaya dengan organik dalam fasa penjanaan hidrokarbon cecair mempunyai potensi untuk mengumpul minyak syal. Pada masa ini, minyak patah syal telah ditemui di strata marin Amerika Utara dan strata benua China [12], tetapi tiada laporan mengenai penemuan minyak syal bawah tanah. Kaya dengan bahan organik dan kematangan tinggi Bahan organik adalah asas untuk syal kaya dengan minyak. Nilai TOC bagi lapisan minyak syal hasil tinggi dan kaya biasanya lebih besar daripada 2%, dan nilai Ro biasanya 0.7% hingga 2.0%, membentuk minyak ringan dan minyak kondensat, yang kondusif untuk pengeluaran. Tekak pori berskala nano dan sistem patah yang dibangunkan Syal biasanya membentuk lamina berskala milimeter sentimeter. Tekak pori berskala nano dibangunkan secara meluas dalam takungan minyak syal, dengan diameter liang terutamanya antara 50 hingga 300 nm. Liang berskala mikron dibangunkan secara tempatan, dan jenis liang termasuk liang antara butiran, liang intragranular, liang organik dan liang antara kristal. Microfractures juga sangat berkembang dalam takungan minyak syal, dan jenisnya adalah pelbagai. Patah tempat tidur mendatar yang tidak terisi adalah yang utama, diikuti oleh patah pengecutan. Keretakan struktur menegak atau serong dibangunkan berhampiran zon sesar. Kebanyakan syal mempunyai lamella yang berkembang dengan baik, termasuk lamella mineral tanah liat, lamella karbonat, lamella organik dan pirit. Minyak syal diedarkan secara meluas dalam lamela dan patah mikro ini selari dengan satah tempat tidur ini.
Indeks kerapuhan takungan adalah tinggi:
Kandungan mineral rapuh adalah faktor utama yang mempengaruhi perkembangan keretakan mikro dalam syal, kandungan minyak, dan kaedah rangsangan patah. Semakin rendah kandungan mineral tanah liat seperti kaolinit, montmorillonite, dan hydromica dalam syal, dan semakin tinggi kandungan mineral rapuh seperti kuarza, feldspar, dan kalsit, semakin rapuh batu itu, menjadikannya lebih mudah terdedah kepada pembentukan patah semula jadi dan teraruh di bawah kuasa luar, dengan itu memudahkan pemulihan minyak syal. Syal yang kaya dengan organik lacustrine China umumnya mempunyai kandungan mineral rapuh yang tinggi, melebihi 40%. Sebagai contoh, syal lacustrine di Chang 7 Ahli Formasi Yanchang di Lembangan Ordos mempunyai kandungan purata mineral rapuh seperti kuarza, feldspar, kalsit, dan dolomit, mencapai 41%. Kandungan mineral tanah liat kurang daripada 50%. Syal dalam Sub-Ahli Chang 72 dan Chang 73 mempunyai kandungan pirit yang tinggi, dengan purata 9.0%.
Tekanan Pembentukan Tinggi dan Minyak Ringan:
Kawasan yang kaya dengan minyak syal terletak dalam formasi syal yang matang dan kaya dengan organik dengan pengeluaran minyak yang meluas. Kawasan ini umumnya mempunyai tenaga pembentukan yang tinggi, dengan pekali tekanan antara 1.2 hingga 2.0. Beberapa formasi tekanan rendah, seperti Formasi Yanchang di Lembangan Ordos, mempunyai pekali tekanan hanya 0.7 hingga 0.9. Minyak biasanya ringan, dengan ketumpatan minyak mentah antara 0.70 hingga 0.85 g/cm³ dan kelikatan antara 0.7 hingga 20.0 mPa·s. Nisbah gas-minyak yang tinggi memudahkan pengaliran dan pengeluaran dalam sistem takungan pori-tekak berskala nano.
Pengedaran yang besar, berterusan, potensi sumber yang tinggi:
Pengedaran minyak syal tidak dikawal secara struktur, tidak mempunyai sempadan perangkap yang jelas. Sebaliknya, julat galas minyaknya dikawal oleh pengedaran syal kaya organik dalam tingkap penjanaan minyak. Minyak yang dijana syal sebahagian besarnya dikekalkan dalam syal, secara amnya menyumbang 20% hingga 50% daripada jumlah minyak yang dijana, menunjukkan potensi sumber yang ketara. Contohnya, syal Ahli Chang 7 Mesozoik di Lembangan Ordos (tertumpu di Ahli Chang 72 bahagian bawah dan sebahagian besar Chang 73) mengandungi selang minyak syal yang kaya. Anggaran awal menunjukkan sumber minyak syal yang boleh diperolehi sebanyak 10 juta hingga 15 juta tan. Syal marin Amerika Utara diedarkan secara meluas, mempunyai ketebalan yang stabil, kelimpahan bahan organik yang tinggi, dan kematangan yang tinggi, memihak kepada penjanaan minyak syal ringan dan kondensat.
Model Sedimen Syal Kaya Organik:
Syal boleh terbentuk dalam persekitaran sedimen marin, peralihan dan daratan. Pembentukan syal hitam yang kaya dengan organik memerlukan dua syarat utama: produktiviti tinggi dan bekalan bahan organik yang banyak; dan keadaan yang kondusif untuk pemeliharaan, pengumpulan, dan transformasi bahan organik sedimen.
Terdapat empat model pemendapan utama untuk syal hitam yang kaya dengan organik: pelanggaran marin (lacustrine), stratifikasi air, ambang dan peningkatan arus laut. Dalam lembangan tasik benua, hanya tiga daripada model ini berlaku: pelanggaran, stratifikasi air dan ambang. Model pelanggaran melibatkan kenaikan paras tasik relatif, mengakibatkan keadaan anoksik yang meluas di perairan dalam. Ini membolehkan bahan organik ditanam dan dipelihara, membentuk syal hitam (bahagian padat). Ini biasanya lebih meluas dalam lembangan kemurungan. Model stratifikasi air melibatkan halangan peredaran air di atas dan di bawah lembangan tadahan disebabkan oleh perbezaan suhu, kemasinan atau faktor lain, yang membawa kepada keadaan anoksik di kawasan rendah setempat, bertakung dan pembentukan syal hitam yang kaya dengan organik. Stratifikasi air adalah bentuk pembentukan syal yang kaya organik yang paling biasa. Corak pemendapan ambang dikategorikan sebagai ambang tinggi dan ambang rendah, terutamanya berdasarkan kedalaman air. Corak ambang tinggi berlaku di lembangan yang dalam, seperti lembangan tasik yang rosak dan foreland, di mana ambang "" menghalang air luar daripada mempengaruhi perairan yang lebih dalam. Akibatnya, stratifikasi air mewujudkan persekitaran anoksik, yang membawa kepada pembangunan syal hitam. Corak ambang rendah berlaku di kawasan air yang cetek dan bertakung (seperti paya). Biodegradasi menggunakan sejumlah besar oksigen, mengakibatkan persekitaran yang berkurangan dan pemeliharaan bahan organik tumbuhan yang lebih tinggi, yang membawa kepada pembentukan syal yang mengandungi arang batu. Ciri yang paling menentukan corak ambang rendah ialah ketiadaan stratifikasi air.
Semasa turun naik berkala dalam paras tasik, kedalaman air dan kadar input sedimen juga berbeza-beza secara berkala, membawa kepada variasi tetap dalam jumlah kandungan karbon organik merentas profil sedimen. Sempadan jujukan dicirikan oleh air yang lebih cetek, pengumpulan sedimen yang cepat, dan pengoksidaan aktif, selalunya menghasilkan jumlah nilai karbon organik minimum merentasi profil. Berhampiran permukaan banjir tasik maksimum, bekalan sedimen adalah perlahan, mengakibatkan pemendapan yang kurang pampasan. Bahan organik agak diperkaya, selalunya dengan jumlah tahap karbon organik maksimum. Selang padat ini ialah selang syal kaya organik yang paling menguntungkan dalam jujukan. Walau bagaimanapun, selang padat tidak terbentuk berhampiran permukaan banjir tasik maksimum di semua lembangan tasik. Lembangan tasik benua berbeza-beza mengikut jenis lembangan dan peringkat evolusi, dan disebabkan oleh faktor seperti kawasan lembangan kecil, pelbagai asal dan turun naik paras tasik, taburan menegak syal kaya organik dalam jujukan adalah kompleks. Selang padat dalam lembangan tasik yang rosak di timur China boleh berlaku di bahagian bawah saluran sistem tinggi atau dalam saluran sistem transgresif. Lembangan di Midwest terutamanya terletak dalam saluran sistem transgresif.
Amerika Syarikat ialah perintis global dalam pengeluaran minyak syal, dengan minyak syal ditemui terutamanya di beberapa lembangan perwakilan:
Bakken Shale: Terletak di North Dakota dan Montana, ia merupakan wilayah minyak syal pertama di Amerika Syarikat yang mencapai pengeluaran perindustrian berskala besar. Pengeluaran minyak terutamanya minyak mentah ringan dengan ketumpatan antara 0.79–0.85 g/cm³ dan kelikatan rendah, menjadikannya mudah untuk diekstrak. Lembangan Permian, yang merangkumi Texas dan New Mexico, mempunyai takungan tebal dan berterusan yang kaya dengan minyak ringan dan kondensat, menjadikannya kawasan teras pengeluaran minyak syal di Amerika Syarikat.
Eagle Ford Shale, yang terletak di selatan Texas, terkenal dengan nilai TOC yang tinggi dan kematangan yang tinggi. Minyak ringan dan nisbah gas-ke-minyak yang tinggi menjadikannya sesuai untuk pengeluaran menggunakan patah isipadu telaga mendatar.
Minyak syal di kawasan ini berkongsi ciri yang serupa dengan yang terdapat di China:
Kaya dengan organik dan sangat matang (Ro biasanya 0.7% hingga 2.0%);
Tekak pori skala nano dan sistem patah mikro yang dibangunkan dengan baik, menghasilkan kesinambungan takungan yang baik;
Minyak ringan dan kelikatan rendah, membolehkan aliran mudah;
Teknologi rangsangan patah matang, dengan telaga mendatar ditambah patah berbilang peringkat sebagai kaedah pengeluaran utama.
Kebolehlaksanaan Pengeluaran Angkat Tiruan Minyak Syal:
Takungan minyak syal terutamanya terdiri daripada tekak liang berskala nano, menghasilkan kebolehtelapan semula jadi yang rendah untuk minyak dan gas. Oleh itu, angkat buatan selalunya diperlukan untuk meningkatkan pengeluaran telaga. Kaedah biasa termasuk:
Pam Rod Sulur (SRP)
Kelebihan: Teknologi matang, operasi mudah, sesuai untuk telaga berdiameter kecil, kelikatan tinggi;
Kelemahan: Kecekapan dipengaruhi dengan ketara oleh kedalaman dan kelikatan minyak, menjadikannya tidak sesuai untuk kebolehtelapan yang sangat rendah, pembentukan syal nanoporous.
Pam Rendam Elektrik (ESP) / Pam Rongga Progresif (PCP)
ESP: Sesuai untuk telaga berdiameter besar, hasil tinggi, berprestasi terbaik dengan minyak ringan dan kelikatan rendah, dan membolehkan pengeluaran berterusan;
PCP: Sesuai untuk telaga sederhana-ke-rendah, telaga berkelikatan tinggi, dan boleh mengendalikan beberapa telaga dengan kandungan pasir atau lilin yang tinggi.
Untuk minyak syal AS ringan (seperti syal Eagle Ford dan Bakken), pam tiub lebih sesuai kerana kelikatan minyaknya yang rendah, hasil yang tinggi dan kesesuaian badan pam untuk telaga mendatar atau bahagian mendatar yang panjang.