高精度核磁共振非常規巖芯

致密油與頁巖油儲集層包括常見的致密砂巖、致密灰巖、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，巖石成分復雜; 不同礦物與有機質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成交替互層或夾層的混合( 馮進來等，2011) ，有機質與長石、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。 非常規巖芯儲層呈現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，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。非常規巖芯儲層孔隙度小于10%；孔喉直徑小于1μm或空氣滲透率小于1mD。高精度核磁共振非常規巖芯

非常規巖芯油氣是指用傳統技術無法獲得自然工業產量、需用新技術改善儲層滲透率或流體黏度等才能經濟開采、連續或準連續型聚集的油氣資源。非常規巖芯油氣資源大面積連續分布，無自然工業穩定產量。常規巖芯油氣是指用傳統技術可以獲得自然工業產量、可以直接進行經濟開采的油氣資源。常規巖芯油氣分布受限于油氣圈閉邊界，可直接進行經濟開采。 非常規巖芯油氣地質學的學科基礎是連續型油氣聚集理論，常規巖芯油氣地質學的學科基礎是浮力圈閉成藏理論。 非常規巖芯儲層呈現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，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。高精度非常規巖芯檢測原理油的核磁共振特性變化很大，很大程度上取決于油的粘度。

綜合對比非常規巖芯油氣儲層與常規巖芯油氣儲層特征，可歸納以下幾點差異： (1) 非常規巖芯油氣儲層致密，物性較差。非常規巖芯油氣儲層總體致密是其與常規巖芯油氣儲層的極大區別。松遼盆地讓字井區斜坡帶扶余油層泉四段砂巖儲層，孔隙度為1%～19%，平均為10.7%；滲透率為0.001～10mD，平均為0.82mD。常規砂巖儲層滲透率大于1mD，孔隙度達 10%～18%，孔隙類型為顆粒與填隙物溶蝕擴大孔、殘余原生孔，壓汞測試表明喉道直徑為1～10μm，孔喉連通性較好，埋深較淺； (2) 非常規巖芯油氣儲層巖性多樣，有效儲層規模較小。中國非常規巖芯油氣儲層巖性復雜，既有砂巖、石灰巖，也有頁巖、煤以及混積巖類等多種巖石類型。但致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣等主要類型儲層空氣基質滲透率多小于1mD，孔隙度主體小于12%，屬于致密儲層范疇。 (3) 非常規巖芯油氣儲層孔隙微觀結構復雜，孔喉多小于1μm。非常規巖芯油氣砂巖儲層與常規巖芯油氣致密砂巖儲層特征對比表明，非常規巖芯油氣致密砂巖儲層巖石組分中缺少抗壓程度的石英礦物，并多處于中、晚成巖階段，故以次生孔隙為主，喉道呈席狀、彎曲片狀，連通差；孔隙度為3%～10%，滲透率多小于1mD。

非常規巖芯油氣聚集過程中，呈現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，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，非達西現象越明顯。運移過程中依次經歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個階段。由于生烴增壓產生的壓力梯度由源向儲呈現遞減趨勢，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，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。與自由弛豫一樣，物理性質如粘度和分子組成控制著擴散系數。同樣，環境條件、溫度和壓力都會影響擴散。

非常規巖芯油氣具有兩個關鍵參數：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直徑小于1μm 或空氣滲透率小于1mD；而常規巖芯油氣孔隙度范圍多處于 10%～30%，滲透率多大于 1mD。常規巖芯油氣與非常規巖芯油氣的本質區別，具體表現為兩類油氣資源在地質特征、研究方法、技術攻關、勘探方法、“甜點區”評價、開發方式與開采模式等方面存在明顯區別。 非常規巖芯儲層呈現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，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。低場核磁共振技術已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面，如孔隙度、孔徑分布、核磁滲透率。低場時域核磁共振非常規巖芯液體驅替對巖芯影響

較輕的油具有高度的擴散，具有較長的T1和T2時間，并且通常表現為單指數衰減。高精度核磁共振非常規巖芯

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注．頁巖氣所貯存的頁巖層由大量微納米孔隙構成 ，整體上表現為低孔隙度、低滲透率．對北美多個地區頁巖樣品進行分析，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構，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 之間的有機質孔隙．通過實驗得出頁巖孔隙直徑在2～20 nm 之間，有機質作為干酪根的主要成分，其含量達到 40%～50%．因此頁巖氣開發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頁巖氣注氣驅替的相關機制; 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 ．高精度核磁共振非常規巖芯

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