低場磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

基于致密油與頁巖油儲集層物性差、粒度細(xì)、非均質(zhì)性強，油氣源儲一體或近源聚集等特殊地質(zhì)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(zhì)評價預(yù)測與地球物理響應(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(zhì)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(xì)粒頁巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀結(jié)構(gòu)等儲集層基本特征成為儲集層儲集性能評價的基礎(chǔ)，精細(xì)表征微-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲集層評價的難點。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。低場磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領(lǐng)域，通過解剖國內(nèi)外致密油實例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育原生致密油和次生致密油。原生致密油主要受沉積作用影響，一般沉積物粒度細(xì)，泥質(zhì)含量高，分選差，以原生孔為主，大多埋深較淺，未經(jīng)歷強烈的成巖作用改造，巖石脆性低，裂縫不發(fā)育，孔隙度較高，而滲透率較低，多數(shù)為中高孔低滲型。次生致密油一般受多種成巖作用改造，儲集層原屬常規(guī)儲集層，但由于壓實、膠結(jié)等成巖作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低了孔隙度和滲透率，原生孔隙殘留較少，形成致密儲集層。 單井產(chǎn)量一般較低。油層受巖性控制，水動力聯(lián)系差，邊底水驅(qū)動不明顯，自然能量補給差，產(chǎn)量遞減快、生產(chǎn)周期長，穩(wěn)產(chǎn)靠井間接替，多數(shù)靠彈性和溶解氣驅(qū)采油，油層產(chǎn)能遞減快，一次采收率低( 8% ～ 12% ) ，采用注水、注氣保持能量后，或重復(fù)壓裂，二次采收率可提高到 25% ～ 30% 。低場磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理微毛細(xì)管孔隙：流體在自然壓差下無法流動（泥巖）。

低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異 低熟頁巖油發(fā)育在富含油型有機質(zhì)的頁巖中，有機質(zhì)低熟或未熟，尚未大量轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴。其形成需要相對穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境和水體環(huán)境、溫暖的氣候條件和適宜的水介質(zhì)條件。此類頁巖沉積期的區(qū)域構(gòu)造相對穩(wěn)定，沉積位置多為盆地頁巖沉積層系邊緣區(qū)；沉積期的氣候溫暖，藻類及菌類繁盛或無脊椎動物繁盛，有機質(zhì)來源充足，為富有機質(zhì)頁巖的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；沉積期水體較深，水動力較弱，易形成還原環(huán)境使有機質(zhì)不易被分解，利于有機質(zhì)保存。富有機質(zhì)頁巖形成后，受埋藏深度、低地溫梯度等影響，經(jīng)歷淺成巖作用或短暫成巖作用后經(jīng)歷抬升剝蝕，造成有機質(zhì)演化程度較低，未規(guī)模轉(zhuǎn)化為石油烴類，形成低熟頁巖油。

非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣在油氣來源與成因上存在著密切聯(lián)系，在同一含油氣系統(tǒng)中，兩者具有相同的烴源系統(tǒng)和母質(zhì)來源、相同的初次運移動力、相同或 相似的油氣組分及同位素組成等。兩者在空間分布上緊密共生出現(xiàn)，形成統(tǒng)一的常規(guī)—非常規(guī)巖芯油氣“有序聚集”體系。因此，在遵循兩類資源差異性的基礎(chǔ)上，常規(guī)—非常規(guī)巖芯油氣應(yīng)協(xié)同發(fā)展，遵循二者“有序聚集”的內(nèi)在規(guī)律，以各自特色的生產(chǎn)方式，對含油氣單元中不同層系、不同類型油氣資源，開展“立體勘探、協(xié)同開發(fā)”，從而極終實現(xiàn)對整個含油氣單元的高效、快速開發(fā)。低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實驗評價研究的各個方面，如流體可視化研究、高溫高壓驅(qū)替等等。

非常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟開采、連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)型聚集的油氣資源。非常規(guī)巖芯油 氣有兩個關(guān)鍵標(biāo)志和兩個關(guān)鍵參數(shù)，兩個關(guān)鍵標(biāo)志為：①油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯；②無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達(dá)西滲流不明顯。兩個關(guān)鍵參數(shù)為：①孔隙度小于 10%；②孔喉直徑小于 1μm 或空氣滲透率小于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣主要特征表現(xiàn)為源儲共生，在盆地中心、斜坡大面積分布，圈閉界限與水動力效應(yīng)不明顯（圖 2），儲量豐度低，主要采用水平井體積壓裂技術(shù)、平臺式鉆井—“工廠化”生產(chǎn)、納米技術(shù)提高采收率等方式開采。非常規(guī)巖芯油氣主要類型有致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣、重油瀝青、天然氣水合物等。表面弛豫發(fā)生在流固界面，即巖石的顆粒表面。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

與自由弛豫一樣，物理性質(zhì)如粘度和分子組成控制著擴散系數(shù)。同樣，環(huán)境條件、溫度和壓力都會影響擴散。低場磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

非常規(guī)巖芯油氣需建立技術(shù)與產(chǎn)量等“學(xué)習(xí)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(dá) 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(zhǔn)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。低場磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理