小核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)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)改善儲層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟開采、連續(xù)或準連續(xù)型聚集的油氣資源。非常規(guī)巖芯油 氣有兩個關(guān)鍵標志和兩個關(guān)鍵參數(shù)，兩個關(guān)鍵標志為：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，達西滲流不明顯。兩個關(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)為源儲共生，在盆地中心、斜坡大面積分布，圈閉界限與水動力效應(yīng)不明顯（圖 2），儲量豐度低，主要采用水平井體積壓裂技術(shù)、平臺式鉆井—“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。自旋回波序列的衰減是流體中氫的數(shù)量和分布的函數(shù)。小核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“油氣是否連續(xù)聚集”，評價的重點是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應(yīng)力各向異性“六特性”及匹配關(guān)系，明確“生油氣能力、儲油氣能力、產(chǎn)油氣能力”；勘探主要目的是尋找“甜點區(qū)”與油氣連續(xù)或準連續(xù)分布邊界，開發(fā)追求單井極高累積產(chǎn)量與極大采收率，尋找低成本開采技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展模式。常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“圈閉是否成藏”，評價的重點是生、儲、蓋、圈、運、?！傲亍奔皹O合適匹配關(guān)系，勘探主要目標是發(fā)現(xiàn)油氣藏與儲量規(guī)模，開發(fā)主要是追求高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和極大采收率。氫核磁核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實驗評價研究的各個方面，如孔隙度、孔徑分布、核磁滲透率。

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機質(zhì)泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油，富有機質(zhì)泥頁巖既是生油巖，又是儲集巖，具有6大地質(zhì)特征： 地層壓力高且油質(zhì)輕，易于流動和開采。頁巖油富集區(qū)位于已大規(guī)模生油的成熟富有機質(zhì)頁巖地層中，一般地層能量較高，壓力系數(shù)可達 1. 2～2.0，也有少數(shù)低壓，如鄂爾多斯盆地延長組壓力系數(shù)為0.7～0.9。一般油質(zhì)較輕，原油密度多為0.70～0.85 g /cm3，黏度多為0.7～20mPa·s，氣油比高，在納米級孔喉儲集系統(tǒng)中，更易于流動和開采。大面積連續(xù)分布，資源潛力大。頁巖油分布不受構(gòu)造控制，無明顯圈閉界限，含油范圍受生油窗富有機質(zhì)頁巖分布控制，大面積連續(xù)分布于盆地坳陷或斜坡區(qū)。頁巖生成的石油較多滯留于頁巖中，一般占總生油量的 20%～50% ，資源潛力大。北美海相頁巖分布面積大、厚度穩(wěn)定、有機質(zhì)豐度高、成熟度較高，有利于形成輕質(zhì)和凝析頁巖油。

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。非常規(guī)巖芯的分析有助于評估油氣儲層的性能和開發(fā)潛力。

聚合物驅(qū)油： 聚合物驅(qū)使用聚合物溶液為驅(qū)油劑，是化學(xué)驅(qū)的重要方法，在世界上尤其在中國大慶油田有大范圍的應(yīng)用．在工程實際中，聚合物驅(qū)極常用的聚合物主要有兩種: 人工合成的部分水解聚丙烯酰胺( HPAM) 和生物聚合物黃原膠．除此以外，人們也在研究用于采油的新型聚合物．早期人們普遍認為聚合物驅(qū)是通過提高宏觀采油效率來提高整體采收率的，具體表現(xiàn)為聚合物溶液增加了驅(qū)替液粘度，并且造成了油水相滲透率不均衡降低，減小了驅(qū)替液和被驅(qū)替液的流度比，從而提高波及系數(shù)．隨著對聚合物驅(qū)油機理研究的逐漸深入，人們發(fā)現(xiàn)由于聚合物溶液具有粘彈性，其在微觀孔道中有特殊的流動性質(zhì)．聚合物驅(qū)不僅能提高宏觀采油效率，還能夠提高微觀驅(qū)替效率．微毛細管孔隙：流體在自然壓差下無法流動（泥巖）。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

滲透率的核磁共振估計是基于理論模型，表明滲透率隨孔隙度和孔徑的增加而增加。小核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

非常規(guī)巖芯油氣需建立技術(shù)與產(chǎn)量等“學(xué)習型曲線”，為新區(qū)或新層系勘探開發(fā)提供極優(yōu)路線圖。一般初始產(chǎn)量較高，但遞減很快，后期遞減速度較慢，穩(wěn)產(chǎn)期很長。例如，美國已投入開發(fā)的頁巖氣井，一般初始產(chǎn)量較高但遞減很快，首年往往遞減 60%～70%，經(jīng) 5～6 年后遞減速度減慢，一般只有 2%～3%，開采壽命可達 30～50 年，甚至更長。獨特的開采特征，決定了非常規(guī)巖芯油氣開采追求累計產(chǎn)量，實現(xiàn)了全生命周期的經(jīng)濟效益極大化。生產(chǎn)區(qū)油氣產(chǎn)量的穩(wěn)定或增長，只能通過井間接替來實現(xiàn)。常規(guī)巖芯油氣開采追求在較長時間內(nèi)實現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，為此開發(fā)模式選擇需遵循如下原則：一是極充分地利用天然資源，保證獲得較高的油氣采收率；二是在盡可能高的產(chǎn)量水平上，油氣田穩(wěn)產(chǎn)時間長；三是具有極高的經(jīng)濟效益。選準合適時機，采取合理注氣或注水方式，不斷推動油氣流向井筒，既提高了油氣采收率，又延長了油氣井生產(chǎn)壽命。小核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理