氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)特色

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開(kāi)發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域，通過(guò)解剖國(guó)內(nèi)外致密油實(shí)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(qiáng)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(chǔ)集層原屬常規(guī)儲(chǔ)集層，但由于壓實(shí)、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(chǔ)集層。 單井產(chǎn)量一般較低。油層受巖性控制，水動(dòng)力聯(lián)系差，邊底水驅(qū)動(dòng)不明顯，自然能量補(bǔ)給差，產(chǎn)量遞減快、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，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% 。自由流體模型或Coates模型可應(yīng)用于含水和/或碳?xì)浠衔锏牡貙?。氫核磁共振非常?guī)巖芯技術(shù)特色

非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層的差異決定了儲(chǔ)層中油氣賦存狀態(tài)、運(yùn)移方式、流動(dòng)機(jī)理以及含油氣性等多個(gè)方面，但歸根到底，儲(chǔ)層致密、孔喉小、微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜是非常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層與常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)層的本質(zhì)差異 。 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。氫核磁共振非常規(guī)巖芯無(wú)損檢測(cè)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。

非常規(guī)巖芯油氣主要分布于前陸盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等負(fù)向構(gòu)造單元中，油氣分布多數(shù)游離于二級(jí)構(gòu)造單元高部位以外，主體是位于盆地中心及斜坡，呈大面積連續(xù)型或準(zhǔn)連續(xù)型分布。非常規(guī)巖芯油氣勘探，關(guān)鍵是尋找大面積層狀儲(chǔ)集體，重要工作是突破“甜點(diǎn)區(qū)”，確定甜點(diǎn)區(qū)的富有機(jī)質(zhì)烴源巖、有利儲(chǔ)集體、高含油氣飽和度、易于流動(dòng)的流體、異常超壓、發(fā)育裂縫、適中的埋藏深度等主要控制因素，確立連續(xù)型油氣區(qū)邊界與空間展布。第一步，按照重要區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)出重要區(qū)，結(jié)合儲(chǔ)層、局部構(gòu)造、斷裂與微裂縫發(fā)育狀況，篩選出“甜點(diǎn)區(qū)”；第二步，在“甜點(diǎn)區(qū) ”進(jìn)行開(kāi)采試驗(yàn)，力爭(zhēng)取得工業(yè)生產(chǎn)突破，同時(shí)探索適合該區(qū)的技術(shù)路線；第三步，外甩擴(kuò)大評(píng)價(jià)范圍，探索連續(xù)型含油氣邊界，確定油氣資源潛力。

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。而常規(guī)巖芯油氣，在上述標(biāo)志和參數(shù)方面表現(xiàn)明顯不同，孔隙度多介于10%～30%，滲透率多大于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣評(píng)價(jià)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，常規(guī)巖芯油氣評(píng)價(jià)重點(diǎn)是生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、?！傲亍逼ヅ潢P(guān)系。非常規(guī)巖芯油氣富集“甜點(diǎn)區(qū)”有 8 項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其中 3 項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)是 TOC 大于 2%、孔隙度較高（致密油氣>10%，頁(yè)巖油氣>3%）和微裂縫發(fā)育；常規(guī)巖芯油氣重要評(píng)價(jià)成藏要素及其時(shí)空匹配，重點(diǎn)評(píng)價(jià)高質(zhì)量烴源灶、有利儲(chǔ)集體、圈閉規(guī)模及有效的輸導(dǎo)體系等。游離水通常具有中等的T1、T2和D值。

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 氣有兩個(gè)關(guān)鍵標(biāo)志和兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，兩個(gè)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(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：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(chǔ)共生，在盆地中心、斜坡大面積分布，圈閉界限與水動(dòng)力效應(yīng)不明顯（圖 2），儲(chǔ)量豐度低，主要采用水平井體積壓裂技術(shù)、平臺(tái)式鉆井—“工廠化”生產(chǎn)、納米技術(shù)提高采收率等方式開(kāi)采。非常規(guī)巖芯油氣主要類型有致密油、致密氣、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣、重油瀝青、天然氣水合物等。有效（含烴）孔隙度：巖石中含烴類體積Ve與巖石總體積Vb之比。氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)特色

對(duì)于流體中的質(zhì)子：當(dāng)流體處于梯度磁場(chǎng)并采用CPMG測(cè)量過(guò)程時(shí)，T2小于T1。氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)特色

升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進(jìn)頁(yè)巖氣的解吸附過(guò)程，仍有大量的頁(yè)巖氣存留在頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)表面．另外解吸附過(guò)程產(chǎn)生的游離氣無(wú)法主動(dòng)運(yùn)移至井口，實(shí)際生產(chǎn)中常常采用注氣驅(qū)替的方法來(lái)提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量，CO2和N2在自然界中大量存在，獲取成本低，安全穩(wěn)定，是兩種常用的驅(qū)替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅(qū)替CH4，并分析了注入速率對(duì)驅(qū)替效果的影響，結(jié)果表明驅(qū)替氣體注入速率越高，驅(qū)替效果越好．分別對(duì)CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明雖然CO2開(kāi)始驅(qū)替所需的初始濃度較高，但是在驅(qū)替過(guò)程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅(qū)替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動(dòng)力學(xué)模擬也得到了相似結(jié)果，并揭示了CO2和 N2不同的驅(qū)替機(jī)制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅(qū)替過(guò)程中CO2會(huì)直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4，但是注入N2會(huì)導(dǎo)致局部壓力降低，從而促進(jìn)CH4解吸附．通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時(shí)極容易進(jìn)行，并認(rèn)為碳納米管存在一個(gè)合適管徑使驅(qū)替效率極高．氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)特色