高精度NMR非常规岩芯弛豫分析

常规岩芯油气资源主要分布在冲积扇、扇三角洲、河流以及正常三角洲等粗粒沉积体系中；非常规岩芯油气资源赋存在大型湖盆的细粒三角洲前缘、三角洲和湖相泥页岩等细粒沉积体系。中国中、新生代陆相含油气盆地中油气田分布规律表明，一个含油气盆地中极大的碎屑岩主力油田总是形成于盆地内极大的河流—三角洲 ( 或冲积扇—扇三角洲 ) 体系中。冲积扇由于其近源快速堆积，搬运和沉积的间歇性很大，沉积物以粗而分选差为其主要特点。河流发育在长期构造沉降、气候潮湿的地区。河道砂体平面上呈很长的条带状，多个成因单元垂向叠置或侧向连接成大面积连通的砂体。三角洲砂体往往发育在大型平缓的地台背景，多期分流河道垂向叠加，横向连片形成大型复合三角洲砂体。三角洲砂体与深湖相烃源岩呈指状交互，具有良好的成藏背景。从原子的角度来看，当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时，弛豫就发生了。高精度NMR非常规岩芯弛豫分析

非常规岩芯油气资源的储集载体一般发育在水下沉积环境中，其中致密油主要分布在大型坳陷湖盆长轴三角洲前缘的致密细砂岩、粉细砂岩和滩坝砂岩、云质 砂岩中。滩坝和前缘席状砂围绕湖岸线形成连片储集体，与烃源岩紧密接触，是致密油气富集的有利相带。页岩油赋存的富有机质页岩发育在半深湖斜坡到深湖相环境。与粗粒沉积体系不同，泥页岩沉积是物理沉积与化学沉积的结合。古气候、湖盆生产力、水文环境盐度、生物群落和有机质保存等条件决定了页岩中有机质的丰度和类型，进而影响非常规岩芯油气的形成聚集。高精度TD-NMR非常规岩芯检测原理对于流体中的质子：当流体处于梯度磁场并采用CPMG测量过程时，T2小于T1。

基于致密油与页岩油储集层物性差、粒度细、非均质性强，油气源储一体或近源聚集等特殊地质特征，致密油/页岩油在沉积环境与分布模式、储集层特征与成因机理、油气聚集规律、地质评价预测与地球物理响应等多方面遇到极大挑战，成为制约中国致密油与页岩油工业化发展的瓶颈。致密油与页岩油储集层均具有物性差，渗透率多小于1 mD，发育微-纳米级孔喉系统，成岩作用与非均质性强等而区别于常规岩芯油气储集层。故致密砂岩、碳酸盐岩与页岩等致密储集层成因机制与储集能力研究成为致密油与页岩油的重要问题。细粒页岩、粉砂岩以及混积岩石学与微观结构等储集层基本特征成为储集层储集性能评价的基础，精细表征微-纳米孔喉微观结构成为致密储集层评价的难点。

非常规岩芯油气具有两个关键参数：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直径小于1μm 或空气渗透率小于1mD；而常规岩芯油气孔隙度范围多处于 10%～30%，渗透率多大于 1mD。常规岩芯油气与非常规岩芯油气的本质区别，具体表现为两类油气资源在地质特征、研究方法、技术攻关、勘探方法、“甜点区”评价、开发方式与开采模式等方面存在明显区别。 非常规岩芯储层呈现低速非达西渗流特征，存在启动压力梯度；渗流曲线由平缓过渡的两段组成，较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线，渗流曲线主要受岩芯渗透率的影响，渗透率越低，启动压力梯度越大，非达西现象越明显。需要人工压裂注气液，增加驱替力，形成有效开采的流动机制。粘土结合水、毛细管结合水和可动水具有不同的孔隙大小和位置。

非常规岩芯油气与常规岩芯油气地质学的理论基础，分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规岩芯油气有两个关键标志：一是油气大面积连续分布，圈闭界限不明显，二是无自然工业稳定产量，达西渗流不明显；两个关键参数为：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直径小于1μm 或空气渗透率小于1mD。而常规岩芯油气，在上述标志和参数方面表现明显不同，孔隙度多介于10%～30%，渗透率多大于 1mD。非常规岩芯油气评价重点是烃源岩特性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性“六特性”及匹配关系，常规岩芯油气评价重点是生、储、盖、圈、运、保“六要素”匹配关系。非常规岩芯油气富集“甜点区”有 8 项评价标准，其中 3 项关键指标是 TOC 大于 2%、孔隙度较高（致密油气>10%，页岩油气>3%）和微裂缝发育；常规岩芯油气重要评价成藏要素及其时空匹配，重点评价高质量烃源灶、有利储集体、圈闭规模及有效的输导体系等。有效（含烃）孔隙度：岩石中含烃类体积Ve与岩石总体积Vb之比。时域磁共振非常规岩芯应用介绍

低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面，如流体可视化研究、高温高压驱替等等。高精度NMR非常规岩芯弛豫分析

升高温度和降低压力只能在一定程度上促进页岩气的解吸附过程，仍有大量的页岩气存留在页岩有机质表面．另外解吸附过程产生的游离气无法主动运移至井口，实际生产中常常采用注气驱替的方法来提高页岩气产量，CO2和N2在自然界中大量存在，获取成本低，安全稳定，是两种常用的驱替气体。采用CO2和N2以及两者混合物分别驱替CH4，并分析了注入速率对驱替效果的影响，结果表明驱替气体注入速率越高，驱替效果越好．分别对CO2和N2驱替CH4的效率进行了实验研究，结果表明虽然CO2开始驱替所需的初始浓度较高，但是在驱替过程中效率高于N2．并且，两种气体极终驱替量都在吸附甲烷气体的90%以上．利用分子动力学模拟也得到了相似结果，并揭示了CO2和 N2不同的驱替机制: CO2与壁面吸附力高于CH4，驱替过程中CO2会直接取代 CH4的吸附位置; N2虽然与壁面吸附力低于CH4，但是注入N2会导致局部压力降低，从而促进CH4解吸附．通过分子动力学模拟研究了碳纳米管中CO2驱替CH4的过程，发现驱替在CO2分子垂直于壁面时极容易进行，并认为碳纳米管存在一个合适管径使驱替效率极高．高精度NMR非常规岩芯弛豫分析

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