小核磁共振非常規(guī)巖芯擴(kuò)散弛豫

非常規(guī)巖芯油氣主要分布于前陸盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等負(fù)向構(gòu)造單元中，油氣分布多數(shù)游離于二級(jí)構(gòu)造單元高部位以外，主體是位于盆地中心及斜坡，呈大面積連續(xù)型或準(zhǔn)連續(xù)型分布。非常規(guī)巖芯油氣勘探，關(guān)鍵是尋找大面積層狀儲(chǔ)集體，重要工作是突破“甜點(diǎn)區(qū)”，確定甜點(diǎn)區(qū)的富有機(jī)質(zhì)烴源巖、有利儲(chǔ)集體、高含油氣飽和度、易于流動(dòng)的流體、異常超壓、發(fā)育裂縫、適中的埋藏深度等主要控制因素，確立連續(xù)型油氣區(qū)邊界與空間展布。第一步，按照重要區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)出重要區(qū)，結(jié)合儲(chǔ)層、局部構(gòu)造、斷裂與微裂縫發(fā)育狀況，篩選出“甜點(diǎn)區(qū)”；第二步，在“甜點(diǎn)區(qū) ”進(jìn)行開采試驗(yàn)，力爭取得工業(yè)生產(chǎn)突破，同時(shí)探索適合該區(qū)的技術(shù)路線；第三步，外甩擴(kuò)大評(píng)價(jià)范圍，探索連續(xù)型含油氣邊界，確定油氣資源潛力。核磁共振技術(shù)在20世紀(jì)60年代引起石油工業(yè)的興趣，研究結(jié)果顯示核磁共振技術(shù)具有良好的滲透率相關(guān)性。小核磁共振非常規(guī)巖芯擴(kuò)散弛豫

非常規(guī)巖芯油氣資源并沒有明確的定義，一般指用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得的、與常規(guī)巖芯油氣資源儲(chǔ)存地點(diǎn)、開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、頁巖油、油砂等，后者主要指頁巖氣、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)開采技術(shù)并不能完全適用．非常規(guī)巖芯油氣開采涉及一系列微納米力學(xué)問題，這些問題的研究對(duì)改進(jìn)開采技術(shù)，進(jìn)一步開發(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，形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應(yīng)用研究游離水通常具有中等的T1、T2和D值。

致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限，無自然工業(yè)產(chǎn)能，需要采用直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅(qū)、納米驅(qū)油劑等方式進(jìn)行開發(fā)，形成“人造滲透率”，持續(xù)獲得產(chǎn)能，屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內(nèi)外有關(guān)致密油與頁巖油研究進(jìn)展，筆者認(rèn)為二者在地質(zhì)、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異，應(yīng)定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 頁巖油是指成熟或低熟烴源巖已生成并滯留在頁巖地層中的石油聚集，頁巖既是生油巖，又是儲(chǔ)集巖，石油基本未運(yùn)移( 圖 1) ，屬原地滯留油氣資源，是未來非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的潛在領(lǐng)域。

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域，通過解剖國內(nèi)外致密油實(shí)例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育微 納米 級(jí) 孔 喉 系 統(tǒng)。孔 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(chǔ)集層 泥質(zhì)含量高，水敏、酸敏、速敏嚴(yán)重，因而開采過程 易受傷害，損失產(chǎn)量可達(dá) 30% ～ 50% 。 致密油 層非均質(zhì)性嚴(yán)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(píng)價(jià)困難較大。由于孔喉 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吼道小，毛細(xì)管壓力高，原始含水飽和度 較高( 一般 30% ～ 40% ，個(gè)別達(dá) 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(jiān)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(duì)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。T1用CPMG序列測定孔隙流體的橫向弛豫時(shí)間。

基于致密油與頁巖油儲(chǔ)集層物性差、粒度細(xì)、非均質(zhì)性強(qiáng)，油氣源儲(chǔ)一體或近源聚集等特殊地質(zhì)特征，致密油/頁巖油在沉積環(huán)境與分布模式、儲(chǔ)集層特征與成因機(jī)理、油氣聚集規(guī)律、地質(zhì)評(píng)價(jià)預(yù)測與地球物理響應(yīng)等多方面遇到極大挑戰(zhàn)，成為制約中國致密油與頁巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁巖油儲(chǔ)集層均具有物性差，滲透率多小于1 mD，發(fā)育微-納米級(jí)孔喉系統(tǒng)，成巖作用與非均質(zhì)性強(qiáng)等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁巖等致密儲(chǔ)集層成因機(jī)制與儲(chǔ)集能力研究成為致密油與頁巖油的重要問題。細(xì)粒頁巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀結(jié)構(gòu)等儲(chǔ)集層基本特征成為儲(chǔ)集層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，精細(xì)表征微-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。由于流體之間的弛豫時(shí)間NMR數(shù)據(jù)可用于區(qū)分粘土結(jié)合水、毛細(xì)結(jié)合水、可動(dòng)水、天然氣、輕質(zhì)油和粘性油。核磁共振非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)

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)巖芯擴(kuò)散弛豫

非常規(guī)巖芯油氣聚集過程中，呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度。以四川盆地侏羅系致密油為例，在運(yùn)聚滲流實(shí)驗(yàn)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(dòng)壓力梯度 越大，非達(dá)西現(xiàn)象越明顯。運(yùn)移過程中依次經(jīng)歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個(gè)階段。由于生烴增壓產(chǎn)生的壓力梯度由源向儲(chǔ)呈現(xiàn)遞減趨勢，因此 3 個(gè)階段的石油運(yùn)移速度和含油飽和度都將逐級(jí)降低（圖 6）。致密儲(chǔ)層非達(dá)西滲流機(jī)制決定了油驅(qū)水阻力大、含油飽和度低的特點(diǎn)，需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動(dòng)機(jī)制。小核磁共振非常規(guī)巖芯擴(kuò)散弛豫

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