小核磁非常規巖芯應用領域

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 ．較輕的油具有高度的擴散，具有較長的T1和T2時間，并且通常表現為單指數衰減。小核磁非常規巖芯應用領域

常規巖芯油氣多為遠源浮力聚集，水動力效應明顯，油氣水分布相對簡單。在常規巖芯油氣儲層中，微米級及其以上級別孔喉是主要的儲集空間，遵循達西滲流規律。烴源巖生烴增壓產生的異常高壓促使油氣發生初次運移，二次運移主要依靠流體勢推動，在圈閉中的油氣聚集主要依靠浮力。在浮力驅動油氣聚集的情況下，常規巖芯油氣區存在明確的油氣水邊界。 非常規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。核磁共振非常規巖芯原理自旋回波序列的衰減是流體中氫的數量和分布的函數。

非常規巖芯油氣儲集體物性差，如致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣和煤層氣儲層主體孔隙度小于 10%，地下滲透率小于 0.1mD，一般無自然工業產能,需要采取某種增產措施和特殊的鉆井技術，目前生產實踐中多采用水平井鉆井技術和體積壓裂技術，極大限度增大油層接觸面積與油氣流動通道。不斷提高非常規巖芯油氣的采收率，將是技術攻關的不變主題，極終實現納米級孔喉系統中的油氣極限采出。非常規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。

低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異： 中高熟頁巖油主要為已生成的石油烴類，賦存在頁巖的有機孔內或多類成因的微裂縫中。其形成不僅需要有機質富集并成熟轉化為石油烴的區域構造環境、水體環境、溫暖的氣候條件、適宜的水介質條件，還需要頁巖油賦存的孔隙等儲集空間條件。典型的中高熟頁巖油層系沉積模式，盆地中心深水缺氧環境中發育富有機質頁巖層，側向上隨著水深變淺漸變形成泥質粉砂巖、泥質碳酸鹽巖等致密層系，進而變成砂巖、碳酸鹽巖等常規儲集層。受不同地質時期構造、氣候、海平面等環境條件頻繁變化的影響，水體出現深淺變化，在陸架、斜坡等巖相過渡區縱向上發生不同巖體的頻繁交互，頁巖層系與其他層系緊密接觸或互層接觸特征發育。若環境條件變化持續時間較長，水體持續變深或變淺，就形成穩定厚度的富有機質頁巖層系，其他層系直接上覆或下伏于頁巖層系；若環境條件變化持續時間較短，水體深淺波動頻繁，在盆地斜坡區就形成單層厚度幾厘米甚至幾毫米的薄層砂巖／碳酸鹽巖層與頁巖層系夾層或混層，平面上具有大面積、不連續分布的特征?？蒲腥藛T深入研究非常規巖芯，探索非常規油氣資源的分布規律。

致密油是一種非常規巖芯石油資源，產層為具極低滲透率的頁巖、粉砂巖、砂巖或碳酸鹽巖等致密儲集層，具有與富有機質源巖緊密接觸，原油油質輕的基本地質特征。在開采方面，也需要利用水平鉆井、分級壓裂等頁巖氣開采的特殊方式。在地質特征、甜點區、資源潛力等方面，致密油與頁巖油均存在差異。 致密油聚集機理則為“近源阻流聚集”或“近源成藏”，區域蓋層或致密化減孔，致使油氣遇阻，不能運移進入更遠圈閉。形成包括烴類初次運移和烴類聚集兩個過程，烴類初次運移受源儲壓差、供烴界面窗口、孔喉結構等控制，近源烴類聚集主要受長期供烴指向、優勢運移孔喉系統、規模儲集空間等時空匹配控制。粘土結合水、毛細管結合水和可動水具有不同的孔隙大小和位置。時域核磁共振非常規巖芯產油和產氣過程的實時模擬分析

對非常規巖芯的深入探索有助于發現新的能源資源。小核磁非常規巖芯應用領域

聚合物驅油： 除聚合物( polymer) 外，表面活性劑( surfactant)以及堿劑( alkali) 也是化學驅方法中常用的驅替劑，在注水時加入三者復合體系的驅油方法稱為三元復合驅( ASP flooding) ．將三者聯合起來使用，具有協同增強的效應，是一種較新的技術方法．表面活性劑能夠大幅度降低油-水間的界面張力，提高毛細管數．堿劑在注入地層后，能與原油中的有機酸發生化學反應，生成表面活性劑石油酸皂．石油酸皂能與注入的表面活性劑產生協同作用，進一步降低界面張力．同時，堿劑還能夠降低聚合物和表面活性劑的吸附損失．除此以外，乳化、帶油、泡沫滯留、改變巖石潤濕性等也是三元復合驅提高原油采油率的機理．小核磁非常規巖芯應用領域