低場(chǎng)核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

頁(yè)巖氣開(kāi)采是指貯存在微納米孔隙和顆粒間的頁(yè)巖氣在人為驅(qū)動(dòng)下運(yùn)移至宏觀裂縫，極終匯集到井筒的過(guò)程 頁(yè)巖氣具有多種貯存方式: ①吸附在有機(jī)質(zhì)(干酪根) 孔隙表面; ②游離于孔隙和裂縫中; ③溶解于瀝青和干酪根中．其中吸附是主要貯存方式，吸附氣可以占到頁(yè)巖氣總量 20% ～ 85%．吸附量的大小與有機(jī)碳含量成正比，此外還受儲(chǔ)層的壓力、溫度和比表面積等因素的影響，關(guān)系十分復(fù)雜．吸附機(jī)理的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)對(duì)頁(yè)巖氣解吸以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)起到至關(guān)重要的作用．與自由弛豫一樣，物理性質(zhì)如粘度和分子組成控制著擴(kuò)散系數(shù)。同樣，環(huán)境條件、溫度和壓力都會(huì)影響擴(kuò)散。低場(chǎng)核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

綜合對(duì)比非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層特征，可歸納以下幾點(diǎn)差異： (1) 非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層致密，物性較差。非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層總體致密是其與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)層滲透率大于1mD，孔隙度達(dá) 10%～18%，孔隙類(lèi)型為顆粒與填隙物溶蝕擴(kuò)大孔、殘余原生孔，壓汞測(cè)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(chǔ)層巖性多樣，有效儲(chǔ)層規(guī)模較小。中國(guó)非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，既有砂巖、石灰?guī)r，也有頁(yè)巖、煤以及混積巖類(lèi)等多種巖石類(lèi)型。但致密油、致密氣、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣等主要類(lèi)型儲(chǔ)層空氣基質(zhì)滲透率多小于1mD，孔隙度主體小于12%，屬于致密儲(chǔ)層范疇。 (3) 非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層孔隙微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔喉多小于1μm。非常規(guī)巖芯油氣砂巖儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣致密砂巖儲(chǔ)層特征對(duì)比表明，非常規(guī)巖芯油氣致密砂巖儲(chǔ)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。核磁共振非常規(guī)巖芯高性能驅(qū)替系統(tǒng)天然氣表現(xiàn)出很長(zhǎng)的T1時(shí)間，但很短的T2時(shí)間和單指數(shù)型弛豫衰減。

非常規(guī)巖芯油氣資源并沒(méi)有明確的定義，一般指用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法獲得的、與常規(guī)巖芯油氣資源儲(chǔ)存地點(diǎn)、開(kāi)采方法等不同的油氣資源，可分為非常規(guī)巖芯石油資源和非常規(guī)巖芯天然氣資源．前者主要指重油、頁(yè)巖油、油砂等，后者主要指頁(yè)巖氣、煤層氣、致密氣等．非常規(guī)巖芯油氣資源儲(chǔ)量大，但儲(chǔ)層地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)并不能完全適用．非常規(guī)巖芯油氣開(kāi)采涉及一系列微納米力學(xué)問(wèn)題，這些問(wèn)題的研究對(duì)改進(jìn)開(kāi)采技術(shù)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)非常規(guī)巖芯油氣資源具有重要的意義． 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(guò)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。

頁(yè)巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)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(yè)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(yè)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?？紫额?lèi)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(yè)巖油儲(chǔ)集層中也非常發(fā)育，類(lèi)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(yè)巖氣儲(chǔ)集層相比，頁(yè)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(yè)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(lèi)型，頁(yè)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(yè)巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁(yè)巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低，石英、長(zhǎng)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(yè)巖油開(kāi)采。中國(guó)湖相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖脆性礦物含量總體比較高，可達(dá)40%以上。對(duì)于流體中的質(zhì)子：當(dāng)流體處于均勻靜磁場(chǎng)時(shí)，T1近似等于T2。

非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣既有明顯區(qū)別，又有密切聯(lián)系。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣的相同點(diǎn)是，在同一含油氣系統(tǒng)中，兩者具有相同的烴源系統(tǒng)、相同的初次運(yùn)移動(dòng)力、相似的油氣組成等?；诔梢蚝头植忌系谋举|(zhì)聯(lián)系，常規(guī)—非常規(guī)巖芯油氣表現(xiàn)為“有序聚集”，成因上關(guān)聯(lián)、空間上共生，形成一套統(tǒng)一的油氣聚集體系。遵循常規(guī)—非常規(guī)巖芯油氣“有序聚集”規(guī)律，勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)將兩類(lèi)油氣資源整體考慮、協(xié)同發(fā)展。 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(guò)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。毛細(xì)管孔隙：流體在外力作用下可自由流動(dòng)（一般砂巖）。一站式非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替的影響

孔隙結(jié)構(gòu)：?jiǎn)沃?、雙重、三重孔隙介質(zhì)；共六種孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型。低場(chǎng)核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

常規(guī)巖芯油氣是以圈閉和油氣藏為研究對(duì)象，圈閉是重要，學(xué)科基礎(chǔ)是浮力圈閉成藏理論。傳統(tǒng)石油地質(zhì)研究強(qiáng)調(diào)從烴源巖到圈閉的油氣運(yùn)移，尋找有效聚油圈閉是油氣勘探的重要。圈閉是油氣聚集的基本單元，生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保六要素是評(píng)價(jià)圈閉有效性的關(guān)鍵，即油氣生成、運(yùn)移、聚集和保存等多種地質(zhì)條件的時(shí)空配置，是常規(guī)巖芯油氣勘探實(shí)踐的重要內(nèi)容。按照圈閉定型時(shí)間與大規(guī)模油氣排聚時(shí)間的匹配關(guān)系，可分為早圈閉型、同步圈閉型和晚圈閉型3種類(lèi)型。只有那些在油氣區(qū)域性運(yùn)移以前或同時(shí)形成的圈閉，即早圈閉型與同步圈閉型對(duì)油氣的聚集才有效。油氣地質(zhì)研究的目標(biāo)是有利圈閉、確定有效聚油氣圈閉，關(guān)鍵是編制出“兩圖一表”，即圈閉頂面構(gòu)造圖、油氣藏剖面圖和圈閉要素表。低場(chǎng)核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理