高精度非常規(guī)巖芯檢測(cè)原理

非常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲(chǔ)層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟(jì)開采、連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)型聚集的油氣資源。非常規(guī)巖芯油 氣有兩個(gè)關(guān)鍵標(biāo)志和兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，兩個(gè)關(guān)鍵標(biāo)志為：①油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯；②無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達(dá)西滲流不明顯。兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)為：①孔隙度小于 10%；②孔喉直徑小于 1μm 或空氣滲透率小于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣主要特征表現(xiàn)為源儲(chǔ)共生，在盆地中心、斜坡大面積分布，圈閉界限與水動(dòng)力效應(yīng)不明顯（圖 2），儲(chǔ)量豐度低，主要采用水平井體積壓裂技術(shù)、平臺(tái)式鉆井—“工廠化”生產(chǎn)、納米技術(shù)提高采收率等方式開采。非常規(guī)巖芯油氣主要類型有致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣、重油瀝青、天然氣水合物等。微毛細(xì)管孔隙：流體在自然壓差下無法流動(dòng)（泥巖）。高精度非常規(guī)巖芯檢測(cè)原理

海相頁巖油與陸相頁巖形成與分布特征： 海相頁巖油形成與分布特征：①海相富有機(jī)質(zhì)頁巖形成于全球主要海侵期。顯生宙以來，受其他天體引力作用、氣候變化、冰川消融，板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、海底洋中脊擴(kuò)張等影響，全球海平面發(fā)生周期性變化，在晚寒武世—早奧陶世、中—晚志留世、早石炭世、中—晚白堊世４次海平面較高的海侵期，對(duì)應(yīng)著細(xì)粒沉積旋回，海水倒灌入裂谷坳陷、淹沒古老克拉通，在古陸上形成古海道和峽谷沉積。②頁巖分布在穩(wěn)定克拉通邊緣、前陸等盆地內(nèi)的細(xì)粒沉積中心及其周緣斜坡區(qū)，具備穩(wěn)定寬緩的構(gòu)造背景，有利于富有機(jī)質(zhì)頁巖大范圍分布，且頁巖層系上下往往分布區(qū)域性致密頂?shù)装澹菀仔纬傻貙映瑝?。③富有機(jī)質(zhì)層段呈大面積穩(wěn)定分布，有機(jī)質(zhì)普遍以中高成熟度為主，Ｒｏ 普遍大于1.0％，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ型干酪根為主，其次為Ⅰ型干酪根。頁巖層段黏土礦物含量較低，富有機(jī)質(zhì)段與致密層間互，有機(jī)質(zhì)納米孔隙發(fā)育，烴類流體黏度低，普遍具有超壓和高GOR，單層厚度較大且分布穩(wěn)定。高精度非常規(guī)巖芯檢測(cè)原理連通孔隙度：巖石中相互連通的孔隙體積Vc與巖石總體積Vb之比。

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層孔隙類型多樣，既有粒間溶蝕微孔、粒間原生微孔、粒內(nèi)原生微孔，也存在有機(jī)質(zhì)微孔與晶間微孔、微裂縫等多種類型；孔喉大小以納米級(jí)為主，但也存在微米級(jí)、毫米級(jí)微孔或微裂縫，中國海相頁巖氣儲(chǔ)層孔徑為 5～200nm，致密砂巖油儲(chǔ)層孔徑為 50～900nm，致密石灰?guī)r油儲(chǔ)層孔徑為40～500nm，頁巖油儲(chǔ)層孔徑為 30～400nm，不同尺度孔喉大小構(gòu)成了毫米—微米—納米多級(jí)別微孔—微裂縫系統(tǒng)。 非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)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(dòng)壓力梯度越大，非達(dá)西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。

致密油與頁巖油儲(chǔ)集層包括常見的致密砂巖、致密灰?guī)r、頁巖，也包括陸相湖盆碎屑巖與湖相碳酸鹽巖混合成因的混積巖類，巖石成分復(fù)雜; 不同礦物與有機(jī)質(zhì)呈紋層狀或分散狀分布，成為頁巖油或致密油有利的微觀源儲(chǔ)組合( 圖 4) ，特別是致密油儲(chǔ)集層以陸源碎屑與碳酸鹽組分在空間上構(gòu)成交替互層或夾層的混合( 馮進(jìn)來等，2011) ，有機(jī)質(zhì)與長石、黏土等陸源碎屑或白云石、方解石等碳酸鹽礦物呈紋層狀或分散狀分布的特征，為致密混積巖油形成提供了有利源儲(chǔ)條件。 非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)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(dòng)壓力梯度越大，非達(dá)西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。自由弛豫是流體的固有弛豫特性。它是由流體的物理性質(zhì)控制的，如粘度和化學(xué)成分。

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖地層微納米級(jí)儲(chǔ)集空間中的石油，富有機(jī)質(zhì)泥頁巖既是生油巖，又是儲(chǔ)集巖，具有6大地質(zhì)特征： 發(fā)育微納米級(jí)孔與裂縫系統(tǒng)。頁巖油儲(chǔ)集層中常常發(fā)育納米級(jí)孔喉系統(tǒng)，一般孔徑大小為50～300nm 的孔隙構(gòu)成主要的儲(chǔ)集空間，局部發(fā)育微米級(jí)孔隙。孔隙類型包括粒間孔、粒內(nèi)孔、有機(jī)質(zhì)孔、晶間孔等。其次，微裂縫在頁巖油儲(chǔ)集層中也非常發(fā)育，類型多樣，以未充填的水平層理縫為主，次為干縮縫，近斷裂帶處發(fā)育有直立或斜交的構(gòu)造縫。與頁巖氣儲(chǔ)集層相比，頁巖油儲(chǔ)集層熱演化程度較低、埋深較淺，儲(chǔ)集空間較大。部分泥頁巖中黏土礦物呈片狀結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)等多種微觀結(jié)構(gòu)類型，頁巖油多賦存于礦物微觀結(jié)構(gòu)或與其平行的微裂縫。 儲(chǔ)集層脆性指數(shù)較高，宜于壓裂改造。脆性礦物含量是影響頁巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低，石英、長石、方解石等脆性礦物含量越高，巖石脆性越強(qiáng)，在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂縫，利于頁巖油開采。中國湖相富有機(jī)質(zhì)頁巖脆性礦物含量總體比較高，可達(dá)40%以上。當(dāng)潤濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時(shí)，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機(jī)制不同于固體或流體中的質(zhì)子。小核磁非常規(guī)巖芯系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

天然氣表現(xiàn)出很長的T1時(shí)間，但很短的T2時(shí)間和單指數(shù)型弛豫衰減。高精度非常規(guī)巖芯檢測(cè)原理

海相頁巖油與陸相頁巖形成與分布特征： 陸相頁巖油形成與分布特征：①富有機(jī)質(zhì)頁巖主要形成于二疊紀(jì)—新近紀(jì)暖室期，整體氣候濕潤，降水豐富，部分靠近海洋的盆地易受海水間歇倒灌影響，形成海陸過渡相沉積，但在陸內(nèi)干旱氣候帶發(fā)育蒸發(fā)咸化湖盆。長周期構(gòu)造演化和中短期氣候變化旋回控制了陸相細(xì)粒沉積。②頁巖分布在斷陷湖盆、坳陷湖盆、前陸盆地前淵等負(fù)向構(gòu)造單元中心及其周緣斜坡中心，細(xì)粒沉積空間相對(duì)局限。③富有機(jī)質(zhì)層段受局部有利沉積微相控制而相對(duì)集中分布，有機(jī)質(zhì)普遍以中低成熟度為主，Ro 普遍小于1.0％，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ型干酪根為主，其次為Ⅱ型干酪根，但受陸源沉積注入影響，局部發(fā)育Ⅲ型干酪根；頁巖層段礦物成分復(fù)雜，黏土礦物含量高，微納米無機(jī)孔隙和微頁理裂縫為主要儲(chǔ)滲空間通道，相對(duì)高孔隙儲(chǔ)層“甜點(diǎn)區(qū)段”局部富集，流體黏度和密度大，地層壓力和GOR相對(duì)較低，單層厚度小且不均質(zhì)性強(qiáng)。高精度非常規(guī)巖芯檢測(cè)原理