時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理

非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“油氣是否連續(xù)聚集”，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應(yīng)力各向異性“六特性”及匹配關(guān)系，明確“生油氣能力、儲(chǔ)油氣能力、產(chǎn)油氣能力”；勘探主要目的是尋找“甜點(diǎn)區(qū)”與油氣連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)分布邊界，開發(fā)追求單井極高累積產(chǎn)量與極大采收率，尋找低成本開采技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“圈閉是否成藏”，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、?！傲亍奔皹O合適匹配關(guān)系，勘探主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)油氣藏與儲(chǔ)量規(guī)模，開發(fā)主要是追求高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和極大采收率。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)。時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理

低熟頁(yè)巖油與中高熟頁(yè)巖油的差異： 中高熟頁(yè)巖油主要為已生成的石油烴類，賦存在頁(yè)巖的有機(jī)孔內(nèi)或多類成因的微裂縫中。其形成不僅需要有機(jī)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(yè)巖油賦存的孔隙等儲(chǔ)集空間條件。典型的中高熟頁(yè)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(jī)質(zhì)頁(yè)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(jìn)而變成砂巖、碳酸鹽巖等常規(guī)儲(chǔ)集層。受不同地質(zhì)時(shí)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(yè)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(shí)間較長(zhǎng)，水體持續(xù)變深或變淺，就形成穩(wěn)定厚度的富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系，其他層系直接上覆或下伏于頁(yè)巖層系；若環(huán)境條件變化持續(xù)時(shí)間較短，水體深淺波動(dòng)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(yè)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。高精度NMR非常規(guī)巖芯分析縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質(zhì)子之間的磁相互作用引起的。

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(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% 。

引入并發(fā)展連續(xù)型油氣聚集理論，提出連續(xù)型油氣聚集具有 10 項(xiàng)重要特征 ；通過納米 CT、場(chǎng)發(fā)射等先進(jìn)手段，發(fā)現(xiàn)了致密油、致密氣、頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣等非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層中納米孔喉系統(tǒng) ；研究了不同類型非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層地質(zhì)特征、油氣形成與分布規(guī)律、“甜點(diǎn)區(qū)”主要控制因素；提出含油氣單元內(nèi)常規(guī)與非常規(guī)巖芯油氣形成常規(guī)—非常規(guī)巖芯油氣“有序聚集”體系。賈承造等評(píng)價(jià)出不同類型非常規(guī)巖芯油氣資源潛力，明確提出中國(guó)不同類型非常規(guī)巖芯油氣發(fā)展戰(zhàn)略，提出了非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的 4 項(xiàng)重要理論問題 。“非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)”的發(fā)展，不僅在于解決人類社會(huì)發(fā)展的能源需求，更重要的是培育非常規(guī)巖芯思維、非常規(guī)巖芯創(chuàng)新，使人類認(rèn)識(shí)世界有非常規(guī)巖芯思想、改造世界有非常規(guī)巖芯方法、推動(dòng)世界有非常規(guī)巖芯人才，形成“非常規(guī)巖芯哲學(xué)”重要理論基礎(chǔ)。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)研究的各個(gè)方面，如孔隙度、孔徑分布、核磁滲透率。

非常規(guī)巖芯油氣主要包括致密油（頁(yè)巖油）、油砂油、致密氣、頁(yè)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(zhǎng)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(yè)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(yè)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(duì)非常規(guī)巖芯油氣復(fù)雜地質(zhì)特征，中國(guó)油氣企業(yè)探索形成了系列特色理論技術(shù)，有效推動(dòng)了致密氣、煤層氣和頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)，成為中國(guó)天然氣產(chǎn)量的重要組成，致密油與頁(yè)巖油等勘探評(píng)價(jià)在多盆地取得重要發(fā)現(xiàn)，成為未來國(guó)內(nèi)原油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。2020 年，我國(guó)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(yè)巖氣產(chǎn)量 200×108m3，煤層氣產(chǎn)量 67×108m3。綜合對(duì)比非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層特征。時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理

與自由弛豫一樣，物理性質(zhì)如粘度和分子組成控制著擴(kuò)散系數(shù)。同樣，環(huán)境條件、溫度和壓力都會(huì)影響擴(kuò)散。時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理

作為一種清潔能源，頁(yè)巖氣因其儲(chǔ)量豐富、分布廣，引起了人們的極大關(guān)注．頁(yè)巖氣所貯存的頁(yè)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(duì)北美多個(gè)地區(qū)頁(yè)巖樣品進(jìn)行分析，認(rèn)為頁(yè)巖孔隙度極低(＜5%)，滲透率在10－9～10－3μm2之間。觀察了頁(yè)巖中復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，認(rèn)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(jī)質(zhì)孔隙．通過實(shí)驗(yàn)得出頁(yè)巖孔隙直徑在2～20 nm 之間，有機(jī)質(zhì)作為干酪根的主要成分，其含量達(dá)到 40%～50%．因此頁(yè)巖氣開發(fā)需要解決諸多微納米力學(xué)問題: ①頁(yè)巖氣在微納米孔隙中的貯存機(jī)制; ②頁(yè)巖氣注氣驅(qū)替的相關(guān)機(jī)制; ③頁(yè)巖氣開采過程中從微納米孔隙極終運(yùn)移到井筒的多尺度運(yùn)移機(jī)制 ．時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯系統(tǒng)原理