高精度核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進頁巖氣的解吸附過程，仍有大量的頁巖氣存留在頁巖有機質表面．另外解吸附過程產生的游離氣無法主動運移至井口，實際生產中常常采用注氣驅替的方法來提高頁巖氣產量，CO2和N2在自然界中大量存在，獲取成本低，安全穩(wěn)定，是兩種常用的驅替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅替CH4，并分析了注入速率對驅替效果的影響，結果表明驅替氣體注入速率越高，驅替效果越好．分別對CO2和N2驅替CH4的效率進行了實驗研究，結果表明雖然CO2開始驅替所需的初始濃度較高，但是在驅替過程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動力學模擬也得到了相似結果，并揭示了CO2和 N2不同的驅替機制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅替過程中CO2會直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4，但是注入N2會導致局部壓力降低，從而促進CH4解吸附．通過分子動力學模擬研究了碳納米管中CO2驅替CH4的過程，發(fā)現驅替在CO2分子垂直于壁面時極容易進行，并認為碳納米管存在一個合適管徑使驅替效率極高．綜合對比非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層特征。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

非常規(guī)巖芯油氣地質學就是一門研究非常規(guī)巖芯油氣類型、細粒沉積、微納米級孔隙儲層、油氣形成機理、分布特征、富集規(guī)律、產出機制、評價方法、重要技術、發(fā)展戰(zhàn)略與經濟評價等為重點的新興油氣地質學科，已成為石油與天然氣地質學的一個重要分支。非常規(guī)巖芯油氣是以連續(xù)型或準連續(xù)型油氣聚集的重要區(qū)和甜點區(qū)為研究對象，源儲配置是重要，學科基礎是連續(xù)型油氣聚集理論。常規(guī)石油地質學研究對象是圈閉和油氣藏，重要是圈閉及其有效性，學科基礎是浮力 圈閉成藏理論。高精度NMR非常規(guī)巖芯檢測低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面，如流體可視化研究、高溫高壓驅替等等。

綜合對比非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層特征，可歸納以下幾點差異： (1) 非常規(guī)巖芯油氣儲層致密，物性較差。非常規(guī)巖芯油氣儲層總體致密是其與常規(guī)巖芯油氣儲層的極大區(qū)別。松遼盆地讓字井區(qū)斜坡帶扶余油層泉四段砂巖儲層，孔隙度為1%～19%，平均為10.7%；滲透率為0.001～10mD，平均為0.82mD。常規(guī)砂巖儲層滲透率大于1mD，孔隙度達 10%～18%，孔隙類型為顆粒與填隙物溶蝕擴大孔、殘余原生孔，壓汞測試表明喉道直徑為1～10μm，孔喉連通性較好，埋深較淺； (2) 非常規(guī)巖芯油氣儲層巖性多樣，有效儲層規(guī)模較小。中國非常規(guī)巖芯油氣儲層巖性復雜，既有砂巖、石灰?guī)r，也有頁巖、煤以及混積巖類等多種巖石類型。但致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣等主要類型儲層空氣基質滲透率多小于1mD，孔隙度主體小于12%，屬于致密儲層范疇。 (3) 非常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙微觀結構復雜，孔喉多小于1μm。非常規(guī)巖芯油氣砂巖儲層與常規(guī)巖芯油氣致密砂巖儲層特征對比表明，非常規(guī)巖芯油氣致密砂巖儲層巖石組分中缺少抗壓程度的石英礦物，并多處于中、晚成巖階段，故以次生孔隙為主，喉道呈席狀、彎曲片狀，連通差；孔隙度為3%～10%，滲透率多小于1mD。

非常規(guī)巖芯油氣主要分布于前陸盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等負向構造單元中，油氣分布多數游離于二級構造單元高部位以外，主體是位于盆地中心及斜坡，呈大面積連續(xù)型或準連續(xù)型分布。非常規(guī)巖芯油氣勘探，關鍵是尋找大面積層狀儲集體，重要工作是突破“甜點區(qū)”，確定甜點區(qū)的富有機質烴源巖、有利儲集體、高含油氣飽和度、易于流動的流體、異常超壓、發(fā)育裂縫、適中的埋藏深度等主要控制因素，確立連續(xù)型油氣區(qū)邊界與空間展布。第一步，按照重要區(qū)評價標準，評價出重要區(qū)，結合儲層、局部構造、斷裂與微裂縫發(fā)育狀況，篩選出“甜點區(qū)”；第二步，在“甜點區(qū) ”進行開采試驗，力爭取得工業(yè)生產突破，同時探索適合該區(qū)的技術路線；第三步，外甩擴大評價范圍，探索連續(xù)型含油氣邊界，確定油氣資源潛力。流動孔隙度：流體能在其內自由流動的孔隙體積Vff與巖石總體積Vb之比。

非常規(guī)巖芯油氣儲集體物性差，如致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣和煤層氣儲層主體孔隙度小于 10%，地下滲透率小于 0.1mD，一般無自然工業(yè)產能,需要采取某種增產措施和特殊的鉆井技術，目前生產實踐中多采用水平井鉆井技術和體積壓裂技術，極大限度增大油層接觸面積與油氣流動通道。不斷提高非常規(guī)巖芯油氣的采收率，將是技術攻關的不變主題，極終實現納米級孔喉系統中的油氣極限采出。非常規(guī)巖芯儲層呈現低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線性滲流曲線和較高流速下的擬線性滲流曲線，滲流曲線主要受巖芯滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度越大，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。自由流體模型或Coates模型可應用于含水和/或碳氫化合物的地層。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面，如束縛流體與可動流體識別、油氣水識別。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

常規(guī)巖芯油氣主要發(fā)育在斷陷盆地大型構造帶、前陸沖斷帶大型構造、被動大陸邊緣以及克拉通大型隆起等正向構造單元，二級構造單元控制油氣分布。油氣聚集于構造高點，平面上呈孤立的單體式分布；或聚集于巖性圈閉、地層圈閉中，平面上呈較大規(guī)模的集群式分布。常規(guī)巖芯油氣勘探，關鍵是尋找有效聚油圈閉，重要工作是預探獲取發(fā)現，評價確定圈閉邊界。第一步，進行圈閉識別、圈閉和圈閉精細描述，落實有利鉆探目標；第二步，選擇極有利目標、很合適鉆探位置進行預探，力求獲得油氣發(fā)現；第三步，開展評價鉆探，落實油氣水界面，確定含油氣范圍與儲量規(guī)模。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫