低場時域核磁共振非常規(guī)巖芯總體孔隙度檢測

作為一種清潔能源，頁巖氣因其儲量豐富、分布廣，引起了人們的極大關(guān)注．頁巖氣所貯存的頁巖層由大量微納米孔隙構(gòu)成 ，整體上表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率．對北美多個地區(qū)頁巖樣品進行分析，認為頁巖孔隙度極低(＜5%)，滲透率在10－9～10－3μm2之間。觀察了頁巖中復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，認為主要存在三種孔隙類型:直徑在5～1000nm 之間的層狀碳酸鹽孔隙、直徑在50～1000nm 之間的溶解碳酸鹽孔隙和直徑在 10～100 nm 之間的有機質(zhì)孔隙．通過實驗得出頁巖孔隙直徑在2～20 nm 之間，有機質(zhì)作為干酪根的主要成分，其含量達到 40%～50%．因此頁巖氣開發(fā)需要解決諸多微納米力學問題: ①頁巖氣在微納米孔隙中的貯存機制; ②頁巖氣注氣驅(qū)替的相關(guān)機制; ③頁巖氣開采過程中從微納米孔隙極終運移到井筒的多尺度運移機制 ．T1用CPMG序列測定孔隙流體的橫向弛豫時間。低場時域核磁共振非常規(guī)巖芯總體孔隙度檢測

低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異： 中高熟頁巖油主要為已生成的石油烴類，賦存在頁巖的有機孔內(nèi)或多類成因的微裂縫中。其形成不僅需要有機質(zhì)富集并成熟轉(zhuǎn)化為石油烴的區(qū)域構(gòu)造環(huán)境、水體環(huán)境、溫暖的氣候條件、適宜的水介質(zhì)條件，還需要頁巖油賦存的孔隙等儲集空間條件。典型的中高熟頁巖油層系沉積模式，盆地中心深水缺氧環(huán)境中發(fā)育富有機質(zhì)頁巖層，側(cè)向上隨著水深變淺漸變形成泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)碳酸鹽巖等致密層系，進而變成砂巖、碳酸鹽巖等常規(guī)儲集層。受不同地質(zhì)時期構(gòu)造、氣候、海平面等環(huán)境條件頻繁變化的影響，水體出現(xiàn)深淺變化，在陸架、斜坡等巖相過渡區(qū)縱向上發(fā)生不同巖體的頻繁交互，頁巖層系與其他層系緊密接觸或互層接觸特征發(fā)育。若環(huán)境條件變化持續(xù)時間較長，水體持續(xù)變深或變淺，就形成穩(wěn)定厚度的富有機質(zhì)頁巖層系，其他層系直接上覆或下伏于頁巖層系；若環(huán)境條件變化持續(xù)時間較短，水體深淺波動頻繁，在盆地斜坡區(qū)就形成單層厚度幾厘米甚至幾毫米的薄層砂巖／碳酸鹽巖層與頁巖層系夾層或混層，平面上具有大面積、不連續(xù)分布的特征。低場時域核磁共振非常規(guī)巖芯驅(qū)替過程的滲透率變化不同的TE值也會產(chǎn)生不同的T2分布。使用擴散加權(quán)機制來區(qū)分粘性油和水，或區(qū)分氣體和液體。

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領(lǐng)域，通過解剖國內(nèi)外致密油實例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 致密碳酸鹽巖、致密砂巖為2類主要儲集層。儲集層物性差，基質(zhì)滲透率低，空氣滲透率多小于或等于1×10－3μm2，孔隙度小于或等于12% ，受有利沉積相帶控制。 富油氣凹陷內(nèi)致密油源儲共生。圈閉界限不明顯，高質(zhì)量生油巖區(qū)致密油大面積連續(xù)分布，一般TOC≥2%。 油氣以短距離運移為主。持續(xù)充注，非浮力聚集，油層壓 力系數(shù)變化大、油質(zhì)輕; 一般生油巖成熟區(qū)( 0.6%≤Ｒo≤1.3% ) 氣油比高，初期易高產(chǎn)。

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。對于流體中的質(zhì)子：當流體處于均勻靜磁場時，T1近似等于T2。

非常規(guī)巖芯油氣突破了儲層物性下限與傳統(tǒng)圈閉找油理念，針對大面積展布的非常規(guī)巖芯儲集體，關(guān)鍵在于大規(guī)模納米級孔喉致密儲層背景與油氣生成、排聚過程的時空匹配。重點研究烴源巖和儲集體評價條件、油氣充注下限及有效性、運移和滲流機理、重要區(qū)評價指標等，油氣運移為初次運移或短距離二次運移，生烴增壓和毛細管壓力差是油氣運移和聚集的主要動力，通常遵循非達西滲流定律油氣地質(zhì)研究的目標是重要區(qū)、確定富集甜點區(qū)，關(guān)鍵是編制出“三圖一表”，即成熟烴源巖厚度平面分布圖、儲層厚度平面分布圖、儲層頂面構(gòu)造圖和甜點區(qū)評價表。 游離水通常具有中等的T1、T2和D值。一站式磁共振非常規(guī)巖芯檢測系統(tǒng)

結(jié)合流體的T1和T2時間都很短，擴散速度也很慢(小D)，這是由于分子在小孔隙中的運動受到限制。低場時域核磁共振非常規(guī)巖芯總體孔隙度檢測

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領(lǐng)域，通過解剖國內(nèi)外致密油實例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育微 納米 級 孔 喉 系 統(tǒng)?？?喉 半 徑 小，主 體 直 徑 40 ～ 900 nm，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，喉道小，致密砂巖油儲集層 泥質(zhì)含量高，水敏、酸敏、速敏嚴重，因而開采過程 易受傷害，損失產(chǎn)量可達 30% ～ 50% 。 致密油 層非均質(zhì)性嚴重。由于沉積環(huán)境不穩(wěn)定，致密砂層 厚度和層間滲透率變化大，有的砂巖泥質(zhì)含量高， 地層水電阻率低，油水層評價困難較大。由于孔喉 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吼道小，毛細管壓力高，原始含水飽和度 較高( 一般 30% ～ 40% ，個別達 60% ) ，原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅硬致密，但存在不同程度裂縫，一般受區(qū)域性地 應(yīng)力控制，具有一定方向性，對油田開發(fā)效果影響 較大，裂縫既是油氣聚集的通道，也是注水竄流的條件，且人工裂縫多與天然裂縫方向一致。低場時域核磁共振非常規(guī)巖芯總體孔隙度檢測

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