TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

致密油是一種非常規(guī)巖芯石油資源，產(chǎn)層為具極低滲透率的頁(yè)巖、粉砂巖、砂巖或碳酸鹽巖等致密儲(chǔ)集層，具有與富有機(jī)質(zhì)源巖緊密接觸，原油油質(zhì)輕的基本地質(zhì)特征。在開(kāi)采方面，也需要利用水平鉆井、分級(jí)壓裂等頁(yè)巖氣開(kāi)采的特殊方式。在地質(zhì)特征、甜點(diǎn)區(qū)、資源潛力等方面，致密油與頁(yè)巖油均存在差異。 致密油聚集機(jī)理則為“近源阻流聚集”或“近源成藏”，區(qū)域蓋層或致密化減孔，致使油氣遇阻，不能運(yùn)移進(jìn)入更遠(yuǎn)圈閉。形成包括烴類初次運(yùn)移和烴類聚集兩個(gè)過(guò)程，烴類初次運(yùn)移受源儲(chǔ)壓差、供烴界面窗口、孔喉結(jié)構(gòu)等控制，近源烴類聚集主要受長(zhǎng)期供烴指向、優(yōu)勢(shì)運(yùn)移孔喉系統(tǒng)、規(guī)模儲(chǔ)集空間等時(shí)空匹配控制。天然氣表現(xiàn)出很長(zhǎng)的T1時(shí)間，但很短的T2時(shí)間和單指數(shù)型弛豫衰減。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

開(kāi)展致密油、頁(yè)巖油形成條件和分布規(guī)律研究，致密油、頁(yè)巖油富集參數(shù)，建立不同類型的地質(zhì)預(yù)測(cè)方法。開(kāi)展大尺度致密油、頁(yè)巖油分布的物理與數(shù)值模擬，可揭示地層條件下致密油、頁(yè)巖油的分布及富集規(guī)律; 開(kāi)展致密油、頁(yè)巖油資源評(píng)價(jià)模型及方法研究，可建立評(píng)價(jià)模型及標(biāo)準(zhǔn)，探索其分布范圍及邊界確定方法，極終評(píng)價(jià)中國(guó)大陸主要盆地致密油、頁(yè)巖油地質(zhì)、技術(shù)可采資源量。開(kāi)展致密油勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)區(qū)試驗(yàn)研究，可確定致密油富集區(qū)評(píng)價(jià)參數(shù)、制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和建立評(píng)價(jià)方法。評(píng)價(jià)出致密油富集區(qū)與重點(diǎn)勘探區(qū)，明確頁(yè)巖油有利區(qū)。核磁共振非常規(guī)巖芯儀器特色非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度。

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開(kāi)發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域，通過(guò)解剖國(guó)內(nèi)外致密油實(shí)例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉積作用影響，一般沉積物粒度細(xì)，泥質(zhì)含量高，分選差，以原生孔為主，大多埋深較淺，未經(jīng)歷強(qiáng)烈的成巖作用改造，巖石脆性低，裂縫不發(fā)育，孔隙度較高，而滲透率較低，多數(shù)為中高孔低滲型。次生致密油一般受多種成巖作用改造，儲(chǔ)集層原屬常規(guī)儲(chǔ)集層，但由于壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低了孔隙度和滲透率，原生孔隙殘留較少，形成致密儲(chǔ)集層。 單井產(chǎn)量一般較低。油層受巖性控制，水動(dòng)力聯(lián)系差，邊底水驅(qū)動(dòng)不明顯，自然能量補(bǔ)給差，產(chǎn)量遞減快、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，穩(wěn)產(chǎn)靠井間接替，多數(shù)靠彈性和溶解氣驅(qū)采油，油層產(chǎn)能遞減快，一次采收率低( 8% ～ 12% ) ，采用注水、注氣保持能量后，或重復(fù)壓裂，二次采收率可提高到 25% ～ 30% 。

石油勘探開(kāi)發(fā)從常規(guī)巖芯油氣延伸到非常規(guī)巖芯油氣領(lǐng)域，非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)研究日益受到重視。20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，中國(guó)出現(xiàn)深盆氣、根源氣 、深盆油 、向斜油 、非穩(wěn)態(tài)成藏、致密油、致密氣 、頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油、源巖油氣等概念。油氣地質(zhì)基礎(chǔ)研究呈現(xiàn)出由常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣發(fā)展的新趨向，非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)是非常規(guī)巖芯油氣資源勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐的產(chǎn)物，是石油與天然氣地質(zhì)學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，也是推動(dòng)非常規(guī)巖芯油氣工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的理論基礎(chǔ)。 非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度；滲流曲線由平緩過(guò)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(dòng)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)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(xué)成分。

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進(jìn)頁(yè)巖氣的解吸附過(guò)程，仍有大量的頁(yè)巖氣存留在頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)表面．另外解吸附過(guò)程產(chǎn)生的游離氣無(wú)法主動(dòng)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(lái)提高頁(yè)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(duì)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(duì)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(kāi)始驅(qū)替所需的初始濃度較高，但是在驅(qū)替過(guò)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(dòng)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(guò)程中CO2會(huì)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(huì)導(dǎo)致局部壓力降低，從而促進(jìn)CH4解吸附．通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時(shí)極容易進(jìn)行，并認(rèn)為碳納米管存在一個(gè)合適管徑使驅(qū)替效率極高．T1用CPMG序列測(cè)定孔隙流體的橫向弛豫時(shí)間。NMR非常規(guī)巖芯弛豫信號(hào)

低溫氣體吸附法：低溫液氮吸附法受到測(cè)試方法原理限制無(wú)法測(cè)量孔徑大于 300nm 的孔隙等。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

非常規(guī)巖芯油氣資源并沒(méi)有明確的定義，一般指用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法獲得的、與常規(guī)巖芯油氣資源儲(chǔ)存地點(diǎn)、開(kāi)采方法等不同的油氣資源，可分為非常規(guī)巖芯石油資源和非常規(guī)巖芯天然氣資源．前者主要指重油、頁(yè)巖油、油砂等，后者主要指頁(yè)巖氣、煤層氣、致密氣等．非常規(guī)巖芯油氣資源儲(chǔ)量大，但儲(chǔ)層地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)并不能完全適用．非常規(guī)巖芯油氣開(kāi)采涉及一系列微納米力學(xué)問(wèn)題，這些問(wèn)題的研究對(duì)改進(jìn)開(kāi)采技術(shù)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)非常規(guī)巖芯油氣資源具有重要的意義． 非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度；滲流曲線由平緩過(guò)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(dòng)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

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