高精度NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

常規(guī)巖芯油氣資源主要分布在沖積扇、扇三角洲、河流以及正常三角洲等粗粒沉積體系中；非常規(guī)巖芯油氣資源賦存在大型湖盆的細粒三角洲前緣、三角洲和湖相泥頁巖等細粒沉積體系。中國中、新生代陸相含油氣盆地中油氣田分布規(guī)律表明，一個含油氣盆地中極大的碎屑巖主力油田總是形成于盆地內(nèi)極大的河流—三角洲 ( 或沖積扇—扇三角洲 ) 體系中。沖積扇由于其近源快速堆積，搬運和沉積的間歇性很大，沉積物以粗而分選差為其主要特點。河流發(fā)育在長期構(gòu)造沉降、氣候潮濕的地區(qū)。河道砂體平面上呈很長的條帶狀，多個成因單元垂向疊置或側(cè)向連接成大面積連通的砂體。三角洲砂體往往發(fā)育在大型平緩的地臺背景，多期分流河道垂向疊加，橫向連片形成大型復(fù)合三角洲砂體。三角洲砂體與深湖相烴源巖呈指狀交互，具有良好的成藏背景。有效（含烴）孔隙度：巖石中含烴類體積Ve與巖石總體積Vb之比。高精度NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

基于致密油與頁巖油儲集層物性差、粒度細、非均質(zhì)性強，油氣源儲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、儲集層特征與成因機理、油氣聚集規(guī)律、地質(zhì)評價預(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。致密油與頁巖油儲集層均具有物性差，滲透率多小于1 mD，發(fā)育微-納米級孔喉系統(tǒng)，成巖作用與非均質(zhì)性強等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁巖等致密儲集層成因機制與儲集能力研究成為致密油與頁巖油的重要問題。細粒頁巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀結(jié)構(gòu)等儲集層基本特征成為儲集層儲集性能評價的基礎(chǔ)，精細表征微-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲集層評價的難點。高精度NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制低溫氣體吸附法：低溫液氮吸附法受到測試方法原理限制無法測量孔徑大于 300nm 的孔隙等。

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。

非常規(guī)巖芯油氣儲集體物性差，如致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣和煤層氣儲層主體孔隙度小于 10%，地下滲透率小于 0.1mD，一般無自然工業(yè)產(chǎn)能,需要采取某種增產(chǎn)措施和特殊的鉆井技術(shù)，目前生產(chǎn)實踐中多采用水平井鉆井技術(shù)和體積壓裂技術(shù)，極大限度增大油層接觸面積與油氣流動通道。不斷提高非常規(guī)巖芯油氣的采收率，將是技術(shù)攻關(guān)的不變主題，極終實現(xiàn)納米級孔喉系統(tǒng)中的油氣極限采出。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。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。

致密油與頁巖油儲集層包括常見的致密砂巖、致密灰?guī)r、頁巖，也包括陸相湖盆碎屑巖與湖相碳酸鹽巖混合成因的混積巖類，巖石成分復(fù)雜; 不同礦物與有機質(zhì)呈紋層狀或分散狀分布，成為頁巖油或致密油有利的微觀源儲組合( 圖 4) ，特別是致密油儲集層以陸源碎屑與碳酸鹽組分在空間上構(gòu)成交替互層或夾層的混合( 馮進來等，2011) ，有機質(zhì)與長石、黏土等陸源碎屑或白云石、方解石等碳酸鹽礦物呈紋層狀或分散狀分布的特征，為致密混積巖油形成提供了有利源儲條件。 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。滲透率的核磁共振估計是基于理論模型，表明滲透率隨孔隙度和孔徑的增加而增加。非常規(guī)巖芯分析系統(tǒng)

T2用CPMG序列測定孔隙流體的橫向弛豫時間。高精度NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

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。高精度NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

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