高精度非常規(guī)巖芯分析

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進(jìn)頁巖氣的解吸附過程，仍有大量的頁巖氣存留在頁巖有機(jī)質(zhì)表面．另外解吸附過程產(chǎn)生的游離氣無法主動運(yùn)移至井口，實(shí)際生產(chǎn)中常常采用注氣驅(qū)替的方法來提高頁巖氣產(chǎn)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(qū)替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅(qū)替CH4，并分析了注入速率對驅(qū)替效果的影響，結(jié)果表明驅(qū)替氣體注入速率越高，驅(qū)替效果越好．分別對CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明雖然CO2開始驅(qū)替所需的初始濃度較高，但是在驅(qū)替過程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅(qū)替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動力學(xué)模擬也得到了相似結(jié)果，并揭示了CO2和 N2不同的驅(qū)替機(jī)制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅(qū)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(dǎo)致局部壓力降低，從而促進(jìn)CH4解吸附．通過分子動力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過程，發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時極容易進(jìn)行，并認(rèn)為碳納米管存在一個合適管徑使驅(qū)替效率極高．達(dá)西進(jìn)行了水通過飽和砂的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了滲流量Q與上下游水頭差和垂直于水流方向的截面積A成正比。高精度非常規(guī)巖芯分析

常規(guī)巖芯油氣是以圈閉和油氣藏為研究對象，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、蓋、圈、運(yùn)、保六要素是評價圈閉有效性的關(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。按照圈閉定型時間與大規(guī)模油氣排聚時間的匹配關(guān)系，可分為早圈閉型、同步圈閉型和晚圈閉型3種類型。只有那些在油氣區(qū)域性運(yùn)移以前或同時形成的圈閉，即早圈閉型與同步圈閉型對油氣的聚集才有效。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。低場核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)特色核磁共振孔隙度值通常落在共密度值的±1pu內(nèi)。

非常規(guī)巖芯油氣主要包括致密油（頁巖油）、油砂油、致密氣、頁巖氣、煤層氣和天然氣水合物等。非常規(guī)巖芯油氣資源的有效開發(fā)改變了全球油氣供給格局。非常規(guī)巖芯天然氣已經(jīng)成為全球天然氣產(chǎn)量增長的主力，非常規(guī)巖芯油已經(jīng)成為全球原油產(chǎn)量的重要組成2020 年全球非常規(guī)巖芯油產(chǎn)量 5.4×108t，約占原油總產(chǎn)量的 13%。其中，致密油與頁巖油產(chǎn)量 3.8×108t，油砂油產(chǎn)量 1.6×108t。2020 年全球非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量超過 1.1×1012m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 29%。其中，頁巖氣產(chǎn)量7700×108m3，致密氣產(chǎn)量3020×108m3，煤層氣產(chǎn)量50×108m3。針對非常規(guī)巖芯油氣復(fù)雜地質(zhì)特征，中國油氣企業(yè)探索形成了系列特色理論技術(shù)，有效推動了致密氣、煤層氣和頁巖氣的勘探開發(fā)，成為中國天然氣產(chǎn)量的重要組成，致密油與頁巖油等勘探評價在多盆地取得重要發(fā)現(xiàn)，成為未來國內(nèi)原油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。2020 年，我國非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量 732×108m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 38%。其中，致密氣產(chǎn)量 465×108m3，頁巖氣產(chǎn)量 200×108m3，煤層氣產(chǎn)量 67×108m3。

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(diǎn)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(dá) 10%～18%，孔隙類型為顆粒與填隙物溶蝕擴(kuò)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(fù)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(zhì)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(jié)構(gòu)復(fù)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。低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實(shí)驗(yàn)評價研究的各個方面，如偽毛細(xì)管壓力曲線轉(zhuǎn)換、殘余油分布。

非常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙類型多樣，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；孔喉大小以納米級為主，但也存在微米級、毫米級微孔或微裂縫，中國海相頁巖氣儲層孔徑為 5～200nm，致密砂巖油儲層孔徑為 50～900nm，致密石灰?guī)r油儲層孔徑為40～500nm，頁巖油儲層孔徑為 30～400nm，不同尺度孔喉大小構(gòu)成了毫米—微米—納米多級別微孔—微裂縫系統(tǒng)。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達(dá)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(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機(jī)制。通過對非常規(guī)巖芯的精細(xì)觀測，我們得以了解非均質(zhì)性強(qiáng)的地質(zhì)體特征。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯產(chǎn)品介紹

低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實(shí)驗(yàn)評價研究的各個方面，如孔隙度、孔徑分布、核磁滲透率。高精度非常規(guī)巖芯分析

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(chǎn)能,需要采取某種增產(chǎn)措施和特殊的鉆井技術(shù)，目前生產(chǎn)實(shí)踐中多采用水平井鉆井技術(shù)和體積壓裂技術(shù)，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(shù)攻關(guān)的不變主題，極終實(shí)現(xiàn)納米級孔喉系統(tǒng)中的油氣極限采出。非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達(dá)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(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機(jī)制。高精度非常規(guī)巖芯分析