小核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

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向構造單元中，油氣分布多數游離于二級構造單元高部位以外，主體是位于盆地中心及斜坡，呈大面積連續(xù)型或準連續(xù)型分布。非常規(guī)巖芯油氣勘探，關鍵是尋找大面積層狀儲集體，重要工作是突破“甜點區(qū)”，確定甜點區(qū)的富有機質烴源巖、有利儲集體、高含油氣飽和度、易于流動的流體、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)評價標準，評價出重要區(qū)，結合儲層、局部構造、斷裂與微裂縫發(fā)育狀況，篩選出“甜點區(qū)”；第二步，在“甜點區(qū) ”進行開采試驗，力爭取得工業(yè)生產突破，同時探索適合該區(qū)的技術路線；第三步，外甩擴大評價范圍，探索連續(xù)型含油氣邊界，確定油氣資源潛力。核磁共振技術在20世紀60年代引起石油工業(yè)的興趣，研究結果顯示核磁共振技術具有良好的滲透率相關性。小核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

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)技術無法獲得的、與常規(guī)巖芯油氣資源儲存地點、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)巖芯油氣資源儲量大，但儲層地質結構復雜，傳統(tǒng)開采技術并不能完全適用．非常規(guī)巖芯油氣開采涉及一系列微納米力學問題，這些問題的研究對改進開采技術，進一步開發(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。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應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)產能，需要采用直井縫網壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅、納米驅油劑等方式進行開發(fā)，形成“人造滲透率”，持續(xù)獲得產能，屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內外有關致密油與頁巖油研究進展，筆者認為二者在地質、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異，應定義為 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，又是儲集巖，石油基本未運移( 圖 1) ，屬原地滯留油氣資源，是未來非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的潛在領域。

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領域，通過解剖國內外致密油實例，可歸納出以下地質特征: 發(fā)育微 納米 級 孔 喉 系 統(tǒng)?？?喉 半 徑 小，主 體 直 徑 40 ～ 900 nm，孔隙結構復雜，喉道小，致密砂巖油儲集層 泥質含量高，水敏、酸敏、速敏嚴重，因而開采過程 易受傷害，損失產量可達 30% ～ 50% 。 致密油 層非均質性嚴重。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，有的砂巖泥質含量高， 地層水電阻率低，油水層評價困難較大。由于孔喉 結構復雜，吼道小，毛細管壓力高，原始含水飽和度 較高( 一般 30% ～ 40% ，個別達 60% ) ，原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅硬致密，但存在不同程度裂縫，一般受區(qū)域性地 應力控制，具有一定方向性，對油田開發(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間。

基于致密油與頁巖油儲集層物性差、粒度細、非均質性強，油氣源儲一體或近源聚集等特殊地質特征，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、地質評價預測與地球物理響應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與微觀結構等儲集層基本特征成為儲集層儲集性能評價的基礎，精細表征微-納米孔喉微觀結構成為致密儲集層評價的難點。由于流體之間的弛豫時間NMR數據可用于區(qū)分粘土結合水、毛細結合水、可動水、天然氣、輕質油和粘性油。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量和分布的函數。小核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

非常規(guī)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。小核磁共振非常規(guī)巖芯擴散弛豫

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