高精度核磁共振非常規(guī)巖芯原理

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(xiàn)為低孔隙度、低滲透率．對北美多個地區(qū)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(fā)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 ．對于流體中的質子：當流體處于梯度磁場并采用CPMG測量過程時，T2小于T1。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯原理

非常規(guī)巖芯油氣需建立技術與產(chǎn)量等“學習型曲線”，為新區(qū)或新層系勘探開發(fā)提供極優(yōu)路線圖。一般初始產(chǎn)量較高，但遞減很快，后期遞減速度較慢，穩(wěn)產(chǎn)期很長。例如，美國已投入開發(fā)的頁巖氣井，一般初始產(chǎn)量較高但遞減很快，首年往往遞減 60%～70%，經(jīng) 5～6 年后遞減速度減慢，一般只有 2%～3%，開采壽命可達 30～50 年，甚至更長。獨特的開采特征，決定了非常規(guī)巖芯油氣開采追求累計產(chǎn)量，實現(xiàn)了全生命周期的經(jīng)濟效益極大化。生產(chǎn)區(qū)油氣產(chǎn)量的穩(wěn)定或增長，只能通過井間接替來實現(xiàn)。常規(guī)巖芯油氣開采追求在較長時間內(nèi)實現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，為此開發(fā)模式選擇需遵循如下原則：一是極充分地利用天然資源，保證獲得較高的油氣采收率；二是在盡可能高的產(chǎn)量水平上，油氣田穩(wěn)產(chǎn)時間長；三是具有極高的經(jīng)濟效益。選準合適時機，采取合理注氣或注水方式，不斷推動油氣流向井筒，既提高了油氣采收率，又延長了油氣井生產(chǎn)壽命。高精度磁共振非常規(guī)巖芯技術原理綜合對比非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層特征。

中國陸相頁巖油勘探開發(fā)現(xiàn)狀與類型 中國陸相頁巖油資源豐富。從源外走向源內(nèi)的勘探理念轉變和技術進步，推動陸相頁巖油成為中國石油勘探的熱點領域。近年來在準噶爾、鄂爾多斯、松遼、渤海灣、四川、三塘湖、柴達木等盆地取得頁巖油重要進展，建立了新疆吉木薩爾、大慶古龍等高重量級陸相頁巖油示范區(qū)，展現(xiàn)出良好發(fā)展前景。目前頁巖油勘探開發(fā)熱點主要集中在中高熟頁巖油，中高熟頁巖油大致可分為夾層型、混積型和頁巖型３類。夾層型頁巖油儲層為致密砂巖（如鄂爾多斯盆地延長組７段中上部）和凝灰?guī)r（如三塘湖盆地條湖組），混積型頁巖油儲層為云質砂巖、砂質云巖（如準噶爾盆地蘆草溝組、渤海灣盆地滄東孔二段），頁巖型頁巖油儲層為高黏土頁巖（松遼盆地青山口組一段、鄂爾多斯盆地延長組７段下部）。

評價“甜點區(qū)”也是非常規(guī)巖芯油氣勘探研究的重要，貫穿整個勘探開發(fā)過程。非常規(guī)巖芯油氣甜點包括“地質甜點、工程甜點、經(jīng)濟甜點”。非常規(guī)巖芯油氣富集“甜點區(qū)”評價有8個指標，其中3個主控因素及關鍵指標是：TOC大于2%（其中頁巖油S1>2mg/g）、孔隙度較高（致密油氣 >10%，頁巖油氣 >3%）和微裂縫發(fā)育。地質甜點著眼于烴源巖、儲層、超壓與裂縫等綜合評價，工程甜點著眼于埋深、巖石可壓性、應力各向異性等綜合評價，經(jīng)濟甜點著眼于資源規(guī)模、埋深、地面條件等評價。如當前非常規(guī)巖芯致密油、致密氣、頁巖油和頁巖氣的“甜點區(qū)”評價，主要著眼于有利的烴源層、儲層、超壓、裂縫、局部構造等地質甜點要素評價，以及壓力系數(shù)、脆性、應力各向異性等工程甜點要素評價。滲透率的核磁共振估計是基于理論模型，表明滲透率隨孔隙度和孔徑的增加而增加。

頁巖油和致密油聚集機理的重要是“致密化減孔聚集”或稱為“致密化成藏”，頁巖系統(tǒng)依靠壓實、成巖等使孔隙減小，實現(xiàn)自身封閉聚集油氣，揭示兩者聚集機理，直接決定各自地質特征和分布規(guī)律。 “原位滯留聚集”或“原位成藏”是頁巖油聚集機理，包括泥頁巖中烴類釋放和烴類排出兩個過程，液態(tài)烴釋放受干酪根物理性質、熱成熟度、網(wǎng)絡結構等控制，液態(tài)烴排出受巖性組合、有效運移通道、壓力分布及微裂縫發(fā)育程度等控制，流體壓力、有機質孔和微裂縫的發(fā)育和耦合關系，決定著頁巖油的動態(tài)集聚與資源規(guī)模。常規(guī)巖芯儲層孔隙度大于 10%；孔喉直徑大于1μm 或空氣滲透率大于1mD。一站式非常規(guī)巖芯弛豫信號

松遼盆地讓字井區(qū)斜坡帶扶余油層泉四段砂巖儲層。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯原理

海相頁巖油與陸相頁巖形成與分布特征： 海相頁巖油形成與分布特征：①海相富有機質頁巖形成于全球主要海侵期。顯生宙以來，受其他天體引力作用、氣候變化、冰川消融，板塊構造運動、海底洋中脊擴張等影響，全球海平面發(fā)生周期性變化，在晚寒武世—早奧陶世、中—晚志留世、早石炭世、中—晚白堊世４次海平面較高的海侵期，對應著細粒沉積旋回，海水倒灌入裂谷坳陷、淹沒古老克拉通，在古陸上形成古海道和峽谷沉積。②頁巖分布在穩(wěn)定克拉通邊緣、前陸等盆地內(nèi)的細粒沉積中心及其周緣斜坡區(qū)，具備穩(wěn)定寬緩的構造背景，有利于富有機質頁巖大范圍分布，且頁巖層系上下往往分布區(qū)域性致密頂?shù)装?，容易形成地層超壓。③富有機質層段呈大面積穩(wěn)定分布，有機質普遍以中高成熟度為主，Ｒｏ 普遍大于1.0％，有機質類型以Ⅱ型干酪根為主，其次為Ⅰ型干酪根。頁巖層段黏土礦物含量較低，富有機質段與致密層間互，有機質納米孔隙發(fā)育，烴類流體黏度低，普遍具有超壓和高GOR，單層厚度較大且分布穩(wěn)定。高精度核磁共振非常規(guī)巖芯原理