氫核磁共振非常規(guī)巖芯應(yīng)用研究

致密儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、流體粘滯性偏高、微裂縫發(fā)育，復(fù)雜介質(zhì)條件和孔隙流體，對(duì)基于均勻介質(zhì)和理想流體假設(shè)的經(jīng)典孔隙介質(zhì)聲學(xué)理論模型和聲、電、磁等地球物理響應(yīng)機(jī)理研究提出了挑戰(zhàn)。與以圈閉描述為對(duì)象的常規(guī)地球物理勘探理論和技術(shù)相比，致密油層油水分異差，油層地球物理響應(yīng)差異小，致密油層識(shí)別、有效儲(chǔ)集層劃分、儲(chǔ)集層參數(shù)計(jì)算、儲(chǔ)集層展布預(yù)測(cè)、工程參數(shù)測(cè)井評(píng)價(jià)等遇到挑戰(zhàn)。 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，形成有效開采的流動(dòng)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。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應(yīng)用研究

頁(yè)巖油是指已生成仍滯留于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖地層微納米級(jí)儲(chǔ)集空間中的石油，富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖既是生油巖，又是儲(chǔ)集巖，具有6大地質(zhì)特征： 源儲(chǔ)一體，滯留聚集。頁(yè)巖油也是典型的源儲(chǔ)一體、滯留聚集、連續(xù)分布的石油聚集。與頁(yè)巖氣不同，頁(yè)巖油主要形成在有機(jī)質(zhì)演化的液態(tài)烴生成階段。在富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖持續(xù)生油階段，石油在泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層中滯留聚集，呈現(xiàn)干酪根內(nèi)分子吸附相、親油顆粒表面分子吸附相和親油孔隙網(wǎng)絡(luò)游離相 3 種類型，具有滯留聚集特點(diǎn)。只有在泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層自身飽和后才向外溢散或運(yùn)移。因此，處在液態(tài)烴生成階段的富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖均可能聚集頁(yè)巖油。 較高成熟度富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，含油性較好。富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖主要發(fā)育在半深湖-深湖相沉積環(huán)境，常分布于極大湖泛面附近的高位體系域下部和湖侵體系域。富含有機(jī)質(zhì)是泥頁(yè)巖富含油氣的基礎(chǔ)，當(dāng)有機(jī)質(zhì)開始大量生油后，才會(huì)富集有規(guī)模的頁(yè)巖油。高產(chǎn)富集頁(yè)巖油一般 TOC＞2% ，有利頁(yè)巖油成熟度 Ｒo 為 0. 7% ～ 2. 0% ，形成輕質(zhì)油和凝析油，有利于開采。一體式非常規(guī)巖芯分析設(shè)備低溫氣體吸附法：低溫液氮吸附法受到測(cè)試方法原理限制無(wú)法測(cè)量孔徑大于 300nm 的孔隙等。

非常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“油氣是否連續(xù)聚集”，評(píng)價(jià)的重點(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，明確“生油氣能力、儲(chǔ)油氣能力、產(chǎn)油氣能力”；勘探主要目的是尋找“甜點(diǎn)區(qū)”與油氣連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)分布邊界，開發(fā)追求單井極高累積產(chǎn)量與極大采收率，尋找低成本開采技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)研究的重要是“圈閉是否成藏”，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保“六要素”及極合適匹配關(guān)系，勘探主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)油氣藏與儲(chǔ)量規(guī)模，開發(fā)主要是追求高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和極大采收率。

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)、保“六要素”匹配關(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。碳?xì)浠衔铮缣烊粴?、輕質(zhì)油、中粘度油和重油，也有非常不同的核磁共振特征。

常規(guī)巖芯油氣主要發(fā)育在斷陷盆地大型構(gòu)造帶、前陸沖斷帶大型構(gòu)造、被動(dòng)大陸邊緣以及克拉通大型隆起等正向構(gòu)造單元，二級(jí)構(gòu)造單元控制油氣分布。油氣聚集于構(gòu)造高點(diǎn)，平面上呈孤立的單體式分布；或聚集于巖性圈閉、地層圈閉中，平面上呈較大規(guī)模的集群式分布。常規(guī)巖芯油氣勘探，關(guān)鍵是尋找有效聚油圈閉，重要工作是預(yù)探獲取發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)確定圈閉邊界。第一步，進(jìn)行圈閉識(shí)別、圈閉和圈閉精細(xì)描述，落實(shí)有利鉆探目標(biāo)；第二步，選擇極有利目標(biāo)、很合適鉆探位置進(jìn)行預(yù)探，力求獲得油氣發(fā)現(xiàn)；第三步，開展評(píng)價(jià)鉆探，落實(shí)油氣水界面，確定含油氣范圍與儲(chǔ)量規(guī)模。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)量過程時(shí)，T2小于T1。小核磁非常規(guī)巖芯弛豫機(jī)制

小角中子散射和超小角中子散射技術(shù)：不能精確表征頁(yè)巖多尺度全孔徑范圍內(nèi)的微觀孔隙結(jié)構(gòu)。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應(yīng)用研究

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點(diǎn)領(lǐng)域，通過解剖國(guó)內(nèi)外致密油實(shí)例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育微 納米 級(jí) 孔 喉 系 統(tǒng)?？?喉 半 徑 小，主 體 直 徑 40 ～ 900 nm，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，喉道小，致密砂巖油儲(chǔ)集層 泥質(zhì)含量高，水敏、酸敏、速敏嚴(yán)重，因而開采過程 易受傷害，損失產(chǎn)量可達(dá) 30% ～ 50% 。 致密油 層非均質(zhì)性嚴(yán)重。由于沉積環(huán)境不穩(wěn)定，致密砂層 厚度和層間滲透率變化大，有的砂巖泥質(zhì)含量高， 地層水電阻率低，油水層評(píng)價(jià)困難較大。由于孔喉 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吼道小，毛細(xì)管壓力高，原始含水飽和度 較高( 一般 30% ～ 40% ，個(gè)別達(dá) 60% ) ，原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅(jiān)硬致密，但存在不同程度裂縫，一般受區(qū)域性地 應(yīng)力控制，具有一定方向性，對(duì)油田開發(fā)效果影響 較大，裂縫既是油氣聚集的通道，也是注水竄流的條件，且人工裂縫多與天然裂縫方向一致。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應(yīng)用研究

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