高精度NMR非常規(guī)巖芯系統(tǒng)

中國陸相頁巖油勘探開發(fā)現(xiàn)狀與類型 中國陸相頁巖油資源豐富。從源外走向源內(nèi)的勘探理念轉(zhuǎn)變和技術(shù)進步，推動陸相頁巖油成為中國石油勘探的熱點領(lǐng)域。近年來在準噶爾、鄂爾多斯、松遼、渤海灣、四川、三塘湖、柴達木等盆地取得頁巖油重要進展，建立了新疆吉木薩爾、大慶古龍等高重量級陸相頁巖油示范區(qū)，展現(xiàn)出良好發(fā)展前景。目前頁巖油勘探開發(fā)熱點主要集中在中高熟頁巖油，中高熟頁巖油大致可分為夾層型、混積型和頁巖型３類。夾層型頁巖油儲層為致密砂巖（如鄂爾多斯盆地延長組７段中上部）和凝灰?guī)r（如三塘湖盆地條湖組），混積型頁巖油儲層為云質(zhì)砂巖、砂質(zhì)云巖（如準噶爾盆地蘆草溝組、渤海灣盆地滄東孔二段），頁巖型頁巖油儲層為高黏土頁巖（松遼盆地青山口組一段、鄂爾多斯盆地延長組７段下部）?？紫督Y(jié)構(gòu)：單重、雙重、三重孔隙介質(zhì)；共六種孔隙結(jié)構(gòu)類型。高精度NMR非常規(guī)巖芯系統(tǒng)

常規(guī)巖芯油氣主要發(fā)育在斷陷盆地大型構(gòu)造帶、前陸沖斷帶大型構(gòu)造、被動大陸邊緣以及克拉通大型隆起等正向構(gòu)造單元，二級構(gòu)造單元控制油氣分布。油氣聚集于構(gòu)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(guān)鍵是尋找有效聚油圈閉，重要工作是預(yù)探獲取發(fā)現(xiàn)，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(yù)探，力求獲得油氣發(fā)現(xiàn)；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。TD-NMR非常規(guī)巖芯自由弛豫常規(guī)巖芯儲層孔隙度大于 10%；孔喉直徑大于1μm 或空氣滲透率大于1mD。

非常規(guī)巖芯油氣聚集過程中，呈現(xiàn)低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度。以四川盆地侏羅系致密油為例，在運聚滲流實驗的流速范圍內(nèi)，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，滲流曲線主要受巖心滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度 越大，非達西現(xiàn)象越明顯。運移過程中依次經(jīng)歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個階段。由于生烴增壓產(chǎn)生的壓力梯度由源向儲呈現(xiàn)遞減趨勢，因此 3 個階段的石油運移速度和含油飽和度都將逐級降低（圖 6）。致密儲層非達西滲流機制決定了油驅(qū)水阻力大、含油飽和度低的特點，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制。

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(zhì)表面．另外解吸附過程產(chǎn)生的游離氣無法主動運移至井口，實際生產(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的效率進行了實驗研究，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行，并認為碳納米管存在一個合適管徑使驅(qū)替效率極高。梯度磁場中流體質(zhì)子T2小于T1，其差異主要受磁場梯度、回波間距和流體擴散率的控制。

非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層的差異決定了儲層中油氣賦存狀態(tài)、運移方式、流動機理以及含油氣性等多個方面，但歸根到底，儲層致密、孔喉小、微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜是非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層的本質(zhì)差異 。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)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(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制。較輕的油具有高度的擴散，具有較長的T1和T2時間，并且通常表現(xiàn)為單指數(shù)衰減。低場核磁共振非常規(guī)巖芯分析設(shè)備

非常規(guī)巖芯揭示地下奧秘，為油氣勘探開發(fā)提供重要線索。高精度NMR非常規(guī)巖芯系統(tǒng)

石油開采一般分為三個階段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也稱為強化采油) ．其中，一次采油只利用油藏的天然能量，石油采收率很低; 二次采油通過注水、注氣的方法維持地層能量，采收率雖較一次采油有提高，但仍處于較低水平，油藏中還存在大量原油; 三次采油，又稱為強化采油 ( enhanced oilrecovery，EOＲ)，是在二次采油后，向油藏中注入特殊的流體，通過物理、化學(xué)、熱量、生物等方法改變油藏巖石及流體性質(zhì)，從而進一步提高采收率的方法．高精度NMR非常規(guī)巖芯系統(tǒng)