低場(chǎng)核磁共振非常規(guī)巖芯孔徑分布檢測(cè)

隨著世界油氣工業(yè)勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域從常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣延伸，非常規(guī)巖芯油氣的勘探和研究日益受到重視。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣在基本概念、學(xué)科體系、地質(zhì)研究、勘探方法、“甜點(diǎn)區(qū)”評(píng)價(jià)、技術(shù)攻關(guān)、開(kāi)發(fā)方式與開(kāi)采模式等 8 個(gè)方面有本質(zhì)區(qū)別。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。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)核磁共振非常規(guī)巖芯孔徑分布檢測(cè)

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型多樣，既有粒間溶蝕微孔、粒間原生微孔、粒內(nèi)原生微孔，也存在有機(jī)質(zhì)微孔與晶間微孔、微裂縫等多種類(lèi)型；孔喉大小以納米級(jí)為主，但也存在微米級(jí)、毫米級(jí)微孔或微裂縫，中國(guó)海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔徑為 5～200nm，致密砂巖油儲(chǔ)層孔徑為 50～900nm，致密石灰?guī)r油儲(chǔ)層孔徑為40～500nm，頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔徑為 30～400nm，不同尺度孔喉大小構(gòu)成了毫米—微米—納米多級(jí)別微孔—微裂縫系統(tǒng)。 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。一站式核磁共振非常規(guī)巖芯擴(kuò)散弛豫自由弛豫影響T1和T2；表面弛豫影響T1和T2；擴(kuò)散弛豫影響T2；這三個(gè)過(guò)程是同時(shí)發(fā)生。

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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)主要是追求高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和極大采收率。

中國(guó)陸相頁(yè)巖油與粉砂質(zhì)致密油，源巖與儲(chǔ)集層均屬于細(xì)粒沉積巖。源巖以陸相半深湖-深湖相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖以Ⅰ型和ⅡA 型干酪根為主，成熟度普遍偏低，Ｒo 一般為 0. 7% ～ 1. 3% ，處于生成偏輕的石油階段，頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度較高( TOC 一般在2. 0% 以上，極高可達(dá) 40% ) ，是陸相頁(yè)巖油與致密油重要的烴源巖類(lèi)型。儲(chǔ)集層多形成于三角洲前緣-三角洲-深湖-半深湖等細(xì)粒沉積環(huán)境，而有別于常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)集層形成的沖積扇-河流-三角洲平原等粗粒級(jí)沉積環(huán)境 。因此，開(kāi)展中國(guó)陸相頁(yè)巖油與粉砂質(zhì)致密油源儲(chǔ)細(xì)粒沉積巖沉積機(jī)理與分布模式研究，創(chuàng)新和建立沉積學(xué)研究的一個(gè)新分支—細(xì)粒沉積學(xué)，以頁(yè)巖、粉砂巖等不同巖性細(xì)粒沉積物的物理與化學(xué)性質(zhì)及其沉積作用、沉積過(guò)程等為研究?jī)?nèi)容，將為明確細(xì)粒致密儲(chǔ)集層、富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖分布預(yù)測(cè)、有利沉積相帶和富集區(qū)提供基礎(chǔ)依據(jù)。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。

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： 發(fā)育微納米級(jí)孔與裂縫系統(tǒng)。頁(yè)巖油儲(chǔ)集層中常常發(fā)育納米級(jí)孔喉系統(tǒng)，一般孔徑大小為50～300nm 的孔隙構(gòu)成主要的儲(chǔ)集空間，局部發(fā)育微米級(jí)孔隙。孔隙類(lèi)型包括粒間孔、粒內(nèi)孔、有機(jī)質(zhì)孔、晶間孔等。其次，微裂縫在頁(yè)巖油儲(chǔ)集層中也非常發(fā)育，類(lèi)型多樣，以未充填的水平層理縫為主，次為干縮縫，近斷裂帶處發(fā)育有直立或斜交的構(gòu)造縫。與頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層相比，頁(yè)巖油儲(chǔ)集層熱演化程度較低、埋深較淺，儲(chǔ)集空間較大。部分泥頁(yè)巖中黏土礦物呈片狀結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)等多種微觀結(jié)構(gòu)類(lèi)型，頁(yè)巖油多賦存于礦物微觀結(jié)構(gòu)或與其平行的微裂縫。 儲(chǔ)集層脆性指數(shù)較高，宜于壓裂改造。脆性礦物含量是影響頁(yè)巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁(yè)巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低，石英、長(zhǎng)石、方解石等脆性礦物含量越高，巖石脆性越強(qiáng)，在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂縫，利于頁(yè)巖油開(kāi)采。中國(guó)湖相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖脆性礦物含量總體比較高，可達(dá)40%以上。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）。高精度非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

微孔隙中的流體表現(xiàn)出快速的T，當(dāng)TE=0.5 ms時(shí)可以觀察到，但當(dāng)TE=1.2 ms時(shí)不能觀察到。低場(chǎng)核磁共振非常規(guī)巖芯孔徑分布檢測(cè)

非常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(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、連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)型聚集的油氣資源。非常規(guī)巖芯油氣資源大面積連續(xù)分布，無(wú)自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量。常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(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。常規(guī)巖芯油氣分布受限于油氣圈閉邊界，可直接進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開(kāi)采。 非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)是連續(xù)型油氣聚集理論，常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)是浮力圈閉成藏理論。 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)核磁共振非常規(guī)巖芯孔徑分布檢測(cè)

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