高精度核磁共振非常規(guī)巖芯

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 ．游離水通常具有中等的T1、T2和D值。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯

非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層在儲集性能、孔隙結(jié)構(gòu)、儲層評價標準與方法、儲層中油氣賦存狀態(tài)等多個方面均存在較大差異 。整體而言，非常規(guī)巖芯油氣儲層以納米、微米孔喉為主，微觀孔喉結(jié)構(gòu)復雜，決定了其低孔低滲的儲集特征，控制了油氣聚集機制、富集規(guī)律等基本地質(zhì)特征，油氣開發(fā)需要借助水平井分段壓裂、體積壓裂等特殊方法才能獲取有效經(jīng)濟產(chǎn)能；常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙度、滲透率較高，孔喉以微米級為主，甚至可見厘米級溶孔、溶洞，儲集物性較好，油氣開采以常規(guī)方式為主。時域磁共振非常規(guī)巖芯孔徑分布檢測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)。

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)、相同的初次運移動力、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，勘探開發(fā)過程中應將兩類油氣資源整體考慮、協(xié)同發(fā)展。 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。自由弛豫是流體的固有弛豫特性。它是由流體的物理性質(zhì)控制的，如粘度和化學成分。

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。自由弛豫影響T1和T2；表面弛豫影響T1和T2；擴散弛豫影響T2；這三個過程是同時發(fā)生。NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

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。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯

非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學就是一門研究非常規(guī)巖芯油氣類型、細粒沉積、微納米級孔隙儲層、油氣形成機理、分布特征、富集規(guī)律、產(chǎn)出機制、評價方法、重要技術(shù)、發(fā)展戰(zhàn)略與經(jīng)濟評價等為重點的新興油氣地質(zhì)學科，已成為石油與天然氣地質(zhì)學的一個重要分支。非常規(guī)巖芯油氣是以連續(xù)型或準連續(xù)型油氣聚集的重要區(qū)和甜點區(qū)為研究對象，源儲配置是重要，學科基礎是連續(xù)型油氣聚集理論。常規(guī)石油地質(zhì)學研究對象是圈閉和油氣藏，重要是圈閉及其有效性，學科基礎是浮力 圈閉成藏理論。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯

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