NMR非常规岩芯系统原理

致密油与页岩油均无明显圈闭界限，无自然工业产能，需要采用直井缝网压裂、水平井体积压裂、空气与CO2 等气驱、纳米驱油剂等方式进行开发，形成“人造渗透率”，持续获得产能，属典型“人造油气藏”。) 。通过整理国内外有关致密油与页岩油研究进展，笔者认为二者在地质、开发、工程等方面均存在明显差异，应定义为 2 种不同类型的非常规岩芯油气资源。 致密油是指储集在覆压基质渗 透率小于或等于 0. 1×10 －3μm2( 空气渗透率小于 1× 10 －3μm2) 的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的 石油。单井一般无自然产能或自然产能低于工业 油流下限，但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。如酸化压裂、多级压裂、水平井、多分支井等措施，这是目前全球非常规岩芯石油发展的亮点领域，常规岩芯储层孔隙度大于 10%；孔喉直径大于1μm 或空气渗透率大于1mD。NMR非常规岩芯系统原理

非常规岩芯油气与常规岩芯油气在油气来源与成因上存在着密切联系，在同一含油气系统中，两者具有相同的烃源系统和母质来源、相同的初次运移动力、相同或 相似的油气组分及同位素组成等。两者在空间分布上紧密共生出现，形成统一的常规—非常规岩芯油气“有序聚集”体系。因此，在遵循两类资源差异性的基础上，常规—非常规岩芯油气应协同发展，遵循二者“有序聚集”的内在规律，以各自特色的生产方式，对含油气单元中不同层系、不同类型油气资源，开展“立体勘探、协同开发”，从而极终实现对整个含油气单元的高效、快速开发。一站式磁共振非常规岩芯应用领域微孔隙中的流体表现出快速的T，当TE=0.5 ms时可以观察到，但当TE=1.2 ms时不能观察到。

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．

非常规岩芯油气是指用传统技术无法获得自然工业产量、需用新技术改善储层渗透率或流体黏度等才能经济开采、连续或准连续型聚集的油气资源。非常规岩芯油气资源大面积连续分布，无自然工业稳定产量。常规岩芯油气是指用传统技术可以获得自然工业产量、可以直接进行经济开采的油气资源。常规岩芯油气分布受限于油气圈闭边界，可直接进行经济开采。 非常规岩芯油气地质学的学科基础是连续型油气聚集理论，常规岩芯油气地质学的学科基础是浮力圈闭成藏理论。 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。

常规岩芯油气主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元，二级构造单元控制油气分布。油气聚集于构造高点，平面上呈孤立的单体式分布；或聚集于岩性圈闭、地层圈闭中，平面上呈较大规模的集群式分布。常规岩芯油气勘探，关键是寻找有效聚油圈闭，重要工作是预探获取发现，评价确定圈闭边界。第一步，进行圈闭识别、圈闭和圈闭精细描述，落实有利钻探目标；第二步，选择极有利目标、很合适钻探位置进行预探，力求获得油气发现；第三步，开展评价钻探，落实油气水界面，确定含油气范围与储量规模。对于流体中的质子：当流体处于均匀静磁场时，T1近似等于T2。高精度核磁共振非常规岩芯孔隙度检测

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。NMR非常规岩芯系统原理

非常规岩芯油气需建立技术与产量等“学习型曲线”，为新区或新层系勘探开发提供极优路线图。一般初始产量较高，但递减很快，后期递减速度较慢，稳产期很长。例如，美国已投入开发的页岩气井，一般初始产量较高但递减很快，首年往往递减 60%～70%，经 5～6 年后递减速度减慢，一般只有 2%～3%，开采寿命可达 30～50 年，甚至更长。独特的开采特征，决定了非常规岩芯油气开采追求累计产量，实现了全生命周期的经济效益极大化。生产区油气产量的稳定或增长，只能通过井间接替来实现。常规岩芯油气开采追求在较长时间内实现高产和稳产，为此开发模式选择需遵循如下原则：一是极充分地利用天然资源，保证获得较高的油气采收率；二是在尽可能高的产量水平上，油气田稳产时间长；三是具有极高的经济效益。选准合适时机，采取合理注气或注水方式，不断推动油气流向井筒，既提高了油气采收率，又延长了油气井生产寿命。NMR非常规岩芯系统原理

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