低場(chǎng)時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

頁(yè)巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖地層微納米級(jí)儲(chǔ)集空間中的石油，富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖既是生油巖，又是儲(chǔ)集巖，具有6大地質(zhì)特征： 源儲(chǔ)一體，滯留聚集。頁(yè)巖油也是典型的源儲(chǔ)一體、滯留聚集、連續(xù)分布的石油聚集。與頁(yè)巖氣不同，頁(yè)巖油主要形成在有機(jī)質(zhì)演化的液態(tài)烴生成階段。在富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖持續(xù)生油階段，石油在泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層中滯留聚集，呈現(xiàn)干酪根內(nèi)分子吸附相、親油顆粒表面分子吸附相和親油孔隙網(wǎng)絡(luò)游離相 3 種類型，具有滯留聚集特點(diǎn)。只有在泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層自身飽和后才向外溢散或運(yùn)移。因此，處在液態(tài)烴生成階段的富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖均可能聚集頁(yè)巖油。 較高成熟度富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，含油性較好。富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖主要發(fā)育在半深湖-深湖相沉積環(huán)境，常分布于極大湖泛面附近的高位體系域下部和湖侵體系域。富含有機(jī)質(zhì)是泥頁(yè)巖富含油氣的基礎(chǔ)，當(dāng)有機(jī)質(zhì)開(kāi)始大量生油后，才會(huì)富集有規(guī)模的頁(yè)巖油。高產(chǎn)富集頁(yè)巖油一般 TOC＞2% ，有利頁(yè)巖油成熟度 Ｒo 為 0. 7% ～ 2. 0% ，形成輕質(zhì)油和凝析油，有利于開(kāi)采。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。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

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(guò)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。NMR非常規(guī)巖芯原理超毛細(xì)管孔隙：流體重力作用下可自由流動(dòng)（大裂縫、溶洞、未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂巖）。

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層在儲(chǔ)集性能、孔隙結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法、儲(chǔ)層中油氣賦存狀態(tài)等多個(gè)方面均存在較大差異 。整體而言，非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層以納米、微米孔喉為主，微觀孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，決定了其低孔低滲的儲(chǔ)集特征，控制了油氣聚集機(jī)制、富集規(guī)律等基本地質(zhì)特征，油氣開(kāi)發(fā)需要借助水平井分段壓裂、體積壓裂等特殊方法才能獲取有效經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能；常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層孔隙度、滲透率較高，孔喉以微米級(jí)為主，甚至可見(jiàn)厘米級(jí)溶孔、溶洞，儲(chǔ)集物性較好，油氣開(kāi)采以常規(guī)方式為主。

致密油與頁(yè)巖油儲(chǔ)集層包括常見(jiàn)的致密砂巖、致密灰?guī)r、頁(yè)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(jī)質(zhì)呈紋層狀或分散狀分布，成為頁(yè)巖油或致密油有利的微觀源儲(chǔ)組合( 圖 4) ，特別是致密油儲(chǔ)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(jìn)來(lái)等，2011) ，有機(jī)質(zhì)與長(zhǎng)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(chǔ)條件。 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；滲流曲線由平緩過(guò)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(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?？紫洞笮?、滲透率、碳?xì)浠衔镄再|(zhì)、空泡、裂縫和顆粒大小，通常也可以通過(guò)弛豫時(shí)間NMR數(shù)據(jù)提取。

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-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。非常規(guī)巖芯儲(chǔ)層：指用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲(chǔ)層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟(jì)開(kāi)采。高精度NMR非常規(guī)巖芯可動(dòng)與不可動(dòng)固體有機(jī)質(zhì)含量

滲透率的核磁共振估計(jì)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。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

非常規(guī)巖芯油氣資源儲(chǔ)量豐富，開(kāi)發(fā)前景廣闊，其開(kāi)采過(guò)程涉及一系列微納米力學(xué)問(wèn)題．聚合物、納米流體驅(qū)油技術(shù)能夠提高石油采收率，它們的微觀驅(qū)替機(jī)理引起了人們的關(guān)注．頁(yè)巖氣以吸附和游離態(tài)貯存于頁(yè)巖微納米孔隙中，在注入氣的驅(qū)替下，可以流入宏觀裂縫． 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；滲流曲線由平緩過(guò)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(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。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

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