氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

非常規(guī)巖芯油氣資源的儲集載體一般發(fā)育在水下沉積環(huán)境中，其中致密油主要分布在大型坳陷湖盆長軸三角洲前緣的致密細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和灘壩砂巖、云質(zhì) 砂巖中。灘壩和前緣席狀砂圍繞湖岸線形成連片儲集體，與烴源巖緊密接觸，是致密油氣富集的有利相帶。頁巖油賦存的富有機(jī)質(zhì)頁巖發(fā)育在半深湖斜坡到深湖相環(huán)境。與粗粒沉積體系不同，泥頁巖沉積是物理沉積與化學(xué)沉積的結(jié)合。古氣候、湖盆生產(chǎn)力、水文環(huán)境鹽度、生物群落和有機(jī)質(zhì)保存等條件決定了頁巖中有機(jī)質(zhì)的豐度和類型，進(jìn)而影響非常規(guī)巖芯油氣的形成聚集。從原子的角度來看，當(dāng)一個進(jìn)動的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時，弛豫就發(fā)生了。氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

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(jīng)成為全球天然氣產(chǎn)量增長的主力，非常規(guī)巖芯油已經(jīng)成為全球原油產(chǎn)量的重要組成2020 年全球非常規(guī)巖芯油產(chǎn)量 5.4×108t，約占原油總產(chǎn)量的 13%。其中，致密油與頁巖油產(chǎn)量 3.8×108t，油砂油產(chǎn)量 1.6×108t。2020 年全球非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量超過 1.1×1012m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 29%。其中，頁巖氣產(chǎn)量7700×108m3，致密氣產(chǎn)量3020×108m3，煤層氣產(chǎn)量50×108m3。針對非常規(guī)巖芯油氣復(fù)雜地質(zhì)特征，中國油氣企業(yè)探索形成了系列特色理論技術(shù)，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(chǎn)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(xiàn)，成為未來國內(nèi)原油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。2020 年，我國非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量 732×108m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 38%。其中，致密氣產(chǎn)量 465×108m3，頁巖氣產(chǎn)量 200×108m3，煤層氣產(chǎn)量 67×108m3。非常規(guī)巖芯弛豫分析低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于儲層實驗評價研究的各個方面，如束縛流體與可動流體識別、油氣水識別。

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油，富有機(jī)質(zhì)泥頁巖既是生油巖，又是儲集巖，具有6大地質(zhì)特征： 發(fā)育微納米級孔與裂縫系統(tǒng)。頁巖油儲集層中常常發(fā)育納米級孔喉系統(tǒng)，一般孔徑大小為50～300nm 的孔隙構(gòu)成主要的儲集空間，局部發(fā)育微米級孔隙?？紫额愋桶ｉg孔、粒內(nèi)孔、有機(jī)質(zhì)孔、晶間孔等。其次，微裂縫在頁巖油儲集層中也非常發(fā)育，類型多樣，以未充填的水平層理縫為主，次為干縮縫，近斷裂帶處發(fā)育有直立或斜交的構(gòu)造縫。與頁巖氣儲集層相比，頁巖油儲集層熱演化程度較低、埋深較淺，儲集空間較大。部分泥頁巖中黏土礦物呈片狀結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)等多種微觀結(jié)構(gòu)類型，頁巖油多賦存于礦物微觀結(jié)構(gòu)或與其平行的微裂縫。 儲集層脆性指數(shù)較高，宜于壓裂改造。脆性礦物含量是影響頁巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低，石英、長石、方解石等脆性礦物含量越高，巖石脆性越強(qiáng)，在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂縫，利于頁巖油開采。中國湖相富有機(jī)質(zhì)頁巖脆性礦物含量總體比較高，可達(dá)40%以上。

致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限，無自然工業(yè)產(chǎn)能，需要采用直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅(qū)、納米驅(qū)油劑等方式進(jìn)行開發(fā)，形成“人造滲透率”，持續(xù)獲得產(chǎn)能，屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內(nèi)外有關(guān)致密油與頁巖油研究進(jìn)展，筆者認(rèn)為二者在地質(zhì)、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異，應(yīng)定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 致密油是指儲集在覆壓基質(zhì)滲 透率小于或等于 0. 1×10 －3μm2( 空氣滲透率小于 1× 10 －3μm2) 的致密砂巖、致密碳酸鹽巖等儲集層中的 石油。單井一般無自然產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低于工業(yè) 油流下限，但在一定經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)措施下可獲得工業(yè)石油產(chǎn)量。如酸化壓裂、多級壓裂、水平井、多分支井等措施，這是目前全球非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的亮點領(lǐng)域，不同流體類型和巖石孔隙大小的T1、T2、和D的典型定性值表明了T1、T2松弛測量的可變性和復(fù)雜性。

石油勘探開發(fā)從常規(guī)巖芯油氣延伸到非常規(guī)巖芯油氣領(lǐng)域，非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)研究日益受到重視。20 世紀(jì) 90 年代以來，中國出現(xiàn)深盆氣、根源氣 、深盆油 、向斜油 、非穩(wěn)態(tài)成藏、致密油、致密氣 、頁巖氣、頁巖油、源巖油氣等概念。油氣地質(zhì)基礎(chǔ)研究呈現(xiàn)出由常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣發(fā)展的新趨向，非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)是非常規(guī)巖芯油氣資源勘探開發(fā)實踐的產(chǎn)物，是石油與天然氣地質(zhì)學(xué)的一個重要分支學(xué)科，也是推動非常規(guī)巖芯油氣工業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的理論基礎(chǔ)。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達(dá)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(dá)西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動機(jī)制。自由弛豫是流體的固有弛豫特性。它是由流體的物理性質(zhì)控制的，如粘度和化學(xué)成分。時域磁共振非常規(guī)巖芯分析設(shè)備

非常規(guī)巖芯油氣儲層總體致密是其與常規(guī)巖芯油氣儲層的極大區(qū)別。氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

石油開采一般分為三個階段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也稱為強(qiáng)化采油) ．其中，一次采油只利用油藏的天然能量，石油采收率很低; 二次采油通過注水、注氣的方法維持地層能量，采收率雖較一次采油有提高，但仍處于較低水平，油藏中還存在大量原油; 三次采油，又稱為強(qiáng)化采油 ( enhanced oilrecovery，EOＲ)，是在二次采油后，向油藏中注入特殊的流體，通過物理、化學(xué)、熱量、生物等方法改變油藏巖石及流體性質(zhì)，從而進(jìn)一步提高采收率的方法．氫核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹