低場(chǎng)磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進(jìn)頁(yè)巖氣的解吸附過(guò)程，仍有大量的頁(yè)巖氣存留在頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)表面．另外解吸附過(guò)程產(chǎn)生的游離氣無(wú)法主動(dòng)運(yùn)移至井口，實(shí)際生產(chǎn)中常常采用注氣驅(qū)替的方法來(lái)提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量，CO2和N2在自然界中大量存在，獲取成本低，安全穩(wěn)定，是兩種常用的驅(qū)替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅(qū)替CH4，并分析了注入速率對(duì)驅(qū)替效果的影響，結(jié)果表明驅(qū)替氣體注入速率越高，驅(qū)替效果越好．分別對(duì)CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明雖然CO2開(kāi)始驅(qū)替所需的初始濃度較高，但是在驅(qū)替過(guò)程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅(qū)替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動(dòng)力學(xué)模擬也得到了相似結(jié)果，并揭示了CO2和 N2不同的驅(qū)替機(jī)制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅(qū)替過(guò)程中CO2會(huì)直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4，但是注入N2會(huì)導(dǎo)致局部壓力降低，從而促進(jìn)CH4解吸附．通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時(shí)極容易進(jìn)行，并認(rèn)為碳納米管存在一個(gè)合適管徑使驅(qū)替效率極高．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。低場(chǎng)磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的理論基礎(chǔ)，分別是連續(xù)型油氣聚集理論和浮力圈閉成藏理論。非常規(guī)巖芯油氣有兩個(gè)關(guān)鍵標(biāo)志：一是油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯，二是無(wú)自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達(dá)西滲流不明顯；兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)為：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(guī)巖芯油氣，在上述標(biāo)志和參數(shù)方面表現(xiàn)明顯不同，孔隙度多介于10%～30%，滲透率多大于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣評(píng)價(jià)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，常規(guī)巖芯油氣評(píng)價(jià)重點(diǎn)是生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、?！傲亍逼ヅ潢P(guān)系。非常規(guī)巖芯油氣富集“甜點(diǎn)區(qū)”有 8 項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其中 3 項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)是 TOC 大于 2%、孔隙度較高（致密油氣>10%，頁(yè)巖油氣>3%）和微裂縫發(fā)育；常規(guī)巖芯油氣重要評(píng)價(jià)成藏要素及其時(shí)空匹配，重點(diǎn)評(píng)價(jià)高質(zhì)量烴源灶、有利儲(chǔ)集體、圈閉規(guī)模及有效的輸導(dǎo)體系等。非常規(guī)巖芯檢測(cè)設(shè)備常規(guī)巖芯儲(chǔ)層：指用傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、可以直接進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的油氣資源。

非常規(guī)巖芯油氣具有兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：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(guī)巖芯油氣孔隙度范圍多處于 10%～30%，滲透率多大于 1mD。常規(guī)巖芯油氣與非常規(guī)巖芯油氣的本質(zhì)區(qū)別，具體表現(xiàn)為兩類(lèi)油氣資源在地質(zhì)特征、研究方法、技術(shù)攻關(guān)、勘探方法、“甜點(diǎn)區(qū)”評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)方式與開(kāi)采模式等方面存在明顯區(qū)別。 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(xiàn)由平緩過(guò)渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線(xiàn)性滲流曲線(xiàn)和較高流速下的擬線(xiàn)性滲流曲線(xiàn)，滲流曲線(xiàn)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。

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(guò)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(lèi)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(lèi)型非常規(guī)巖芯油氣資源潛力，明確提出中國(guó)不同類(lèi)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(wèn)題 ?！胺浅Ｒ?guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)”的發(fā)展，不僅在于解決人類(lèi)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(lèi)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)。T2用CPMG序列測(cè)定孔隙流體的橫向弛豫時(shí)間。

致密儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、流體粘滯性偏高、微裂縫發(fā)育，復(fù)雜介質(zhì)條件和孔隙流體，對(duì)基于均勻介質(zhì)和理想流體假設(shè)的經(jīng)典孔隙介質(zhì)聲學(xué)理論模型和聲、電、磁等地球物理響應(yīng)機(jī)理研究提出了挑戰(zhàn)。與以圈閉描述為對(duì)象的常規(guī)地球物理勘探理論和技術(shù)相比，致密油層油水分異差，油層地球物理響應(yīng)差異小，致密油層識(shí)別、有效儲(chǔ)集層劃分、儲(chǔ)集層參數(shù)計(jì)算、儲(chǔ)集層展布預(yù)測(cè)、工程參數(shù)測(cè)井評(píng)價(jià)等遇到挑戰(zhàn)。 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(xiàn)由平緩過(guò)渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線(xiàn)性滲流曲線(xiàn)和較高流速下的擬線(xiàn)性滲流曲線(xiàn)，滲流曲線(xiàn)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(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。結(jié)合流體的T1和T2時(shí)間都很短，擴(kuò)散速度也很慢(小D)，這是由于分子在小孔隙中的運(yùn)動(dòng)受到限制。時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯儀器特色

連通孔隙度：巖石中相互連通的孔隙體積Vc與巖石總體積Vb之比。低場(chǎng)磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

基于致密油與頁(yè)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(yè)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(cè)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(guó)致密油與頁(yè)巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁(yè)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(yè)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(yè)巖油的重要問(wèn)題。細(xì)粒頁(yè)巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀(guān)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(guān)結(jié)構(gòu)成為致密儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。低場(chǎng)磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

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