時域核磁共振非常規(guī)巖芯油水氣飽和度檢測

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 ．從原子的角度來看，當一個進動的質子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時，弛豫就發(fā)生了。時域核磁共振非常規(guī)巖芯油水氣飽和度檢測

非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層的差異決定了儲層中油氣賦存狀態(tài)、運移方式、流動機理以及含油氣性等多個方面，但歸根到底，儲層致密、孔喉小、微觀結構復雜是非常規(guī)巖芯油氣儲層與常規(guī)巖芯油氣儲層的本質差異 。 非常規(guī)巖芯儲層呈現低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，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，啟動壓力梯度越大，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。時域核磁共振非常規(guī)巖芯油水氣飽和度檢測碳氫化合物，如天然氣、輕質油、中粘度油和重油，也有非常不同的核磁共振特征。

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。

非常規(guī)巖芯油氣為源內或近源非浮力聚集，水動力效應不明顯，油氣水分布復雜。在致密油儲層中，納米級孔喉是主要的儲集空間，烴源巖生烴增壓產生的異 常高壓促使油氣在源內滯留或短距離運移聚集，或經初次運移，注入致密儲層形成致密油氣。在這種非浮力聚集的情況下，致密油氣區(qū)不存在明確的油氣水邊界，這一規(guī)律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所證實。對于致密儲層，烴源巖生烴模擬實驗及巖石物性測試表明，生烴增壓和毛細管壓力差是致密油運聚的主要動力，浮力難以發(fā)生作用。達西進行了水通過飽和砂的實驗研究，發(fā)現了滲流量Q與滲流長度L成反比。

非常規(guī)巖芯油氣資源并沒有明確的定義，一般指用傳統(tǒng)技術無法獲得的、與常規(guī)巖芯油氣資源儲存地點、開采方法等不同的油氣資源，可分為非常規(guī)巖芯石油資源和非常規(guī)巖芯天然氣資源．前者主要指重油、頁巖油、油砂等，后者主要指頁巖氣、煤層氣、致密氣等．非常規(guī)巖芯油氣資源儲量大，但儲層地質結構復雜，傳統(tǒng)開采技術并不能完全適用．非常規(guī)巖芯油氣開采涉及一系列微納米力學問題，這些問題的研究對改進開采技術，進一步開發(fā)非常規(guī)巖芯油氣資源具有重要的意義． 非常規(guī)巖芯儲層呈現低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，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，啟動壓力梯度越大，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。孔隙大小、滲透率、碳氫化合物性質、空泡、裂縫和顆粒大小，通常也可以通過弛豫時間NMR數據提取。一站式非常規(guī)巖芯無損檢測

科研人員深入研究非常規(guī)巖芯，探索非常規(guī)油氣資源的分布規(guī)律。時域核磁共振非常規(guī)巖芯油水氣飽和度檢測

非常規(guī)巖芯油氣主要包括致密油（頁巖油）、油砂油、致密氣、頁巖氣、煤層氣和天然氣水合物等。非常規(guī)巖芯油氣資源的有效開發(fā)改變了全球油氣供給格局。非常規(guī)巖芯天然氣已經成為全球天然氣產量增長的主力，非常規(guī)巖芯油已經成為全球原油產量的重要組成2020 年全球非常規(guī)巖芯油產量 5.4×108t，約占原油總產量的 13%。其中，致密油與頁巖油產量 3.8×108t，油砂油產量 1.6×108t。2020 年全球非常規(guī)巖芯天然氣產量超過 1.1×1012m3，約占天然氣總產量的 29%。其中，頁巖氣產量7700×108m3，致密氣產量3020×108m3，煤層氣產量50×108m3。針對非常規(guī)巖芯油氣復雜地質特征，中國油氣企業(yè)探索形成了系列特色理論技術，有效推動了致密氣、煤層氣和頁巖氣的勘探開發(fā)，成為中國天然氣產量的重要組成，致密油與頁巖油等勘探評價在多盆地取得重要發(fā)現，成為未來國內原油穩(wěn)產增產的關鍵領域。2020 年，我國非常規(guī)巖芯天然氣產量 732×108m3，約占天然氣總產量的 38%。其中，致密氣產量 465×108m3，頁巖氣產量 200×108m3，煤層氣產量 67×108m3。時域核磁共振非常規(guī)巖芯油水氣飽和度檢測